イオン照射下でのFe-Cr-Al合金中のCrリッチ相の形成挙動

Formation behavior of Cr-rich phase in Fe-Cr-Al alloys under ion irradiation

阿部 陽介  ; 佐々木 泰祐*; 山下 真一郎   ; 大久保 成彰   ; 鵜飼 重治  

Abe, Yosuke; Sasaki, Taisuke*; Yamashita, Shinichiro; Okubo, Nariaki; Ukai, Shigeharu

軽水炉の事故耐性燃料被覆管として開発中であるFe-Cr-Al合金は、比較的低温照射で生じ得るCrリッチ脆化相(相)の析出挙動を正確に予測することが課題となっている。しかし、照射炉の世界的制約により中性子照射下での相の形成挙動は十分に理解されていない。そこで本研究では、14種類の合金に対する3水準での損傷速度による系統的照射実験と重回帰分析を組み合わせることにより、相形成に及ぼす影響因子(Cr濃度・Al濃度・損傷速度)を定量評価するとともに、実機合金設計において重要なCr濃度とAl濃度に基づく/(+)相境界曲線の高精度化に寄与した。

In Fe-Cr-Al alloys, which are being developed as accident-resistant fuel cladding for light water reactors, it is a challenge to accurately predict the precipitation behavior of the Cr-rich embrittlement phase ( phase), which occurs at relatively low temperature irradiations. However, the formation behavior of the phase under neutron irradiation is not well understood due to global limitations of irradiation reactors. In this study, the influencing factors (Cr concentration, Al concentration, and damage rate) on phase formation were quantitatively evaluated by combining systematic irradiation experiments for 14 types of alloys at three levels of damage rate and multiple regression analysis. The results also contributed to the development of more accurate /(+) phase boundary curves based on Cr and Al concentrations, which are important in actual alloy design.