ステンレスオーバーレイクラッド熱影響部の微細組織に及ぼすイオン照射の影響

Ion irradiation effect on micro structures of heat affected zone under stainless overlay clad in RPV steel

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

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

原子炉圧力容器(RPV)内面には冷却水による低合金鋼の腐食を抑制するため、ステンレス肉盛溶接(以下、クラッド)が施されている。クラッド直下には肉盛溶接の入熱による熱影響部(HAZ)が生じる。RPVの健全性評価において欠陥が想定される位置にはHAZが含まれることから、HAZの照射脆化感受性について評価する必要がある。本研究では、イオン照射による微細構造変化と照射硬化との関係について調べ、熱履歴の異なるHAZおよび母材においてイオン照射による硬化量が異なること、透過型電子顕微鏡や三次元アトムプローブを用いた微細組織分析により母材とHAZではイオン照射によって形成される溶質原子クラスタの数密度、体積率に違いが見られる事を明らかにした。

Stainless overlay clad is welded on the inner surface of the reactor pressure vessel steel to prevent corrosion by the primary coolant. Heat affected zone (HAZ) is created during the welding and the micro structure at the HAZ is different from that of the base metal. This microstructural difference would cause the difference in irradiation hardening as well as embrittlement between the HAZ and the base metal. In order to confirm the irradiation embrittlement susceptibility of HAZ, Fe2+ ion irradiation experiment was carried out to both the HAZ and the base metal in this study. As results of TEM observation, precipitates dispersed with the size of ~200 nm in SCFGHAZ. Also, finer and higher number density of solute clusters were observed in the HAZ than that of the base metal by the atom prove tomography analysis. It was considered that the higher irradiation hardening of HAZ was caused by the precipitates and these solute clusters.