原子炉圧力容器鋼ステンレスオーバーレイクラッド熱影響部のイオン照射による微細組織変化

Ion irradiation-induced microstructural changes in heat-affected zone of stainless weld overlay cladding of RPV steel

河 侑成  ; 高見澤 悠 ; 塙 悟史 ; 西山 裕孝 ; 海老澤 直樹*; 外山 健*; 永井 康介*

Ha, Yoosung; Takamizawa, Hisashi; Hanawa, Satoshi; Nishiyama, Yutaka; Ebisawa, Naoki*; Toyama, Takeshi*; Nagai, Yasuyoshi*

原子炉圧力容器鋼A533B材のステンレスオーバーレイクラッド直下に生じる溶接熱影響部(HAZ)に対するイオン照射硬化のメカニズムを明らかにするため、アトムプローブ(APT)分析を実施し、照射硬化の一因となる溶質原子クラスター形成における熱履歴の影響を調べた。APT分析の結果、照射領域にはCuやSi-Mn-Ni溶質クラスターが形成されていたが、未照射領域ではクラスターの形成が認められなかった。粗大粒HAZ, 微細粒HAZ及び母材においてはクラスターの分布形態がそれぞれ異なり、母材はHAZに比べてクラスターの形成が少なかった。一部の微細粒HAZで照射硬化量が最も高くなる結果が得られており、その理由を溶質クラスターの直径、組成、数密度の分析により考察した。

Heat affected zone (HAZ) under stainless overlay cladding of RPV steel was irradiated by iron ions. To investigate the mechanism of irradiation hardening, the solute clusters distributions were confirmed by 3D-Atom Probe Tomography analysis, and the correlation between the irradiation hardening and the microstructure change in HAZ and matrix was discussed. As result of APT analysis, Cu and Si-Mn-Ni clusters were observed in irradiated area, but not in un-irradiated area. The distributions of cluster were different in coarse grain HAZ, fine grain HAZ and matrix, and the amounts of clusters in matrix were significantly lower than that in HAZ. In addition, size, chemical composition and number densities of clusters and their distributions were correlated with irradiation hardening.