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報告書

類似ウェアマークの生成試験; 「常陽」MK-I用燃料被覆管とワイヤの炉外ナトリウム中摩耗試験

加納 茂機; 中山 紘一; 小圷 亨; 森 寿夫*; 吉利 醇*; 高荷 智*

PNC TN941 81-183, 115 Pages, 1981/09

PNC-TN941-81-183.pdf:14.82MB

「常陽」MK―1炉心で照射された燃料集合体の燃料被履管と隣接するワイヤ間にウェアマークが観察され,この生成メカニズムの解明,生成条件の推定,ウェアマークの燃料被履管健全性に対する影響,ウェアマークの原因の解明とその対策に関する検討の必要性が生じた。このうち,ナトリウム技術開発室では「常陽」ウェアマークの再現をはかり,これによりウェアマークに特に影響を与えると予測される荷重条件の推定を行なうとともにウェアマークの進行性を把握するための炉外ナトリウム中モデル試験を実施した。コールドトラップ温度120$$^{circ}C$$および150$$^{circ}C$$で純度管理した550$$^{circ}C$$のナトリウム中で接触荷重を59$$sim$$885gと変えて,1Hzの摺動周波数で10$$times$$4,10$$times$$5,10$$times$$6摺動サイクルにて,燃料被夜管とワイヤを反復摺動した結果次の事がわかった。摩耗深さW/Dは荷重依存性を示し,高荷重ほど大きくなる。またW/Dは摺動サイクルの対数に依存する。摩耗の進行性(摩耗速度)は,摺動サイクルの増加とともに小さくなり,初期摩耗から定常摩耗に変遷する。定常摩耗における摩耗の進行は著しく小さい。得られたW/D値から。「常陽」炉内における荷重は250g以下と推定される。摺動表面の形態は高荷重ほどなめらかであった。また,摺動表面ではかたさの増加が観察されたが。元素変化,結晶形態の変化および疲労クラックは観察されなかった。燃料被夜管とワイヤ間の摺動抵抗は摺動とともに漸増し,5$$times$$10$$times$$5摺動サイクルあたりから一定する傾向を示す。この傾向はW/Dの摺動サイクルに対する関係とほぼ対応している。コールドトラップ温度120$$^{circ}C$$および150$$^{circ}C$$におけるW/Dおよび燃料被覆管とワイヤ間の摺動抵抗には著しい差はみられなく,コールドトラップ温度の影響は明白にはみられない。本試験結果をもちいて,「常陽」MK-1第6サイクルまでの摩耗の進行状況を推定したところ,第6サイクル後においても摩耗深さの進行は軽微であることがわかった。

報告書

表面硬化材のナトリウム中試験(VII) : コールドトラップ温度120$$^{circ}C$$における腐食,摩擦および自己融着試験結果

長谷川 成生; 柚原 俊一*; 加納 茂機; 中山 紘一; 中筋 孝; 小圷 亨

PNC TN941 80-127, 124 Pages, 1980/08

PNC-TN941-80-127.pdf:17.97MB

「もんじゅ」ナトリウム機器の接触・摺動部に使用される構成材料のナトリウム中トライボロジー挙動を解明し,対策をたてることは重要課題の一つである。この観点から,スクリーニング試験により選定したステライトN-6,コルモノイN-5,インコネル718,LC―1Cおよび主要炉構成材のSuS316,SuS304,21/4cr―1Moについてトライポロジー挙動解明のための一連のパラメータ試験を行っている。試験パラメータのうち,ナトリウム中の酸素濃度とトライポロジー挙動との関係も究明されるべき問題点の一つとなっている。そこで「もんじゅ」設計において一次系コールドトラップ温度を140$$^{circ}C$$(または145$$^{circ}C$$)から120$$^{circ}C$$に下げるように指向されたのを機に,コールドトラップ温度(以下C/T)をパラメータとした以下の試験を開始した。今回,その一部の結果が得られたので中間報告する。試験項目,試験条件は下記の通りである。1.腐食試験ナトリウム温度‥600$$^{circ}C$$,浸漬時間‥2,000時間,C/T温度‥120$$^{circ}C$$,ナトリウム流速‥$$sim$$0m/sec 2.摩擦試験ナトリウム温度‥600$$^{circ}C$$,浸漬時間‥Max.2,000時間,C/T温度‥120$$^{circ}C$$,負荷応力‥0.3kg/mm$$times$$2,ナトリウム流速‥0.7m/s 3.自己融着試験ナトリウム温度‥450$$sim$$700$$^{circ}C$$,負荷保持時間‥200時間,負荷応力‥4kg/mm$$times$$2,C/T温度‥120$$^{circ}C$$,ナトリウム流速‥$$sim$$0m/sec,受入材と予浸漬材の比較,引張破断法により詳価得られた主な結果は次の通りである。1.腐食試験 1)C/T120$$^{circ}C$$と140$$^{circ}C$$における腐食の様相には,明らかな違いはみとめられない。2)ステライトN-6は試験後重量が増加し,その他の材料は減少傾向を示した。2.摩擦試験 1)ステライトN-6同志およびLC―IC同志の動摩擦係数はC/T120$$^{circ}C$$と140$$^{circ}C$$の結果で顕著な差がみられない。2)ナトリウム浸漬時間による動摩擦係数の変化は少なく,ナトリウム腐食による材料表面変質の動摩擦係数に対する影響はみとめられない。3.自己融着試験1)ステライトN-6同志は受入材および予浸漬材とも破断応力にC/T温度の影響はみられない。コルモノイN-5同志の受入材は,高温側でC/T145$$^{circ}C$$よりC/T120$$^{circ}C$$の破断応力が若干高い。予浸漬材は受入材に比べ,破断力が低下する

報告書

表面硬化材のナトリウム中試験(VI) : 引張破断法による自己融着の温度依存性評価

加納 茂機; 長谷川 成生; 中山 紘一; 小圷 亨; 柚原 俊一*; 中筋 孝

PNC TN941 79-144, 47 Pages, 1979/08

PNC-TN941-79-144.pdf:8.06MB

「もんじゅ」機器接触部材についてナトリウム中自己融着特性を求めることが要請されている。自己融着部の引張破断応力により自己融着特性を求める方法では,いままでに純度管理されていないトリウム中およびコールドトラップを190$$^{circ}C$$または145$$^{circ}C$$で純度管理したナトリウム中で各種材料組合せを試験した結果を報告している。これらのデータは材料の選定のため使用された。今回は選定された表面硬化材および「もんじゅ」主要構造材について,コールドトラップを140$$^{circ}C$$または145$$^{circ}C$$で純度管理した450$$sim$$700$$^{circ}C$$ナトリウム中における200時間自己融着特性の浸漬温度依存性について報告する。得られた主な結果は次のとおりである。▲1)自己融着にもとづく引張破断応力の増加は明白な浸漬温度依存性を示す。▲2)SUS304同士およびSUS316同士の組合せは500$$^{circ}C$$以上で自己融着し,引張破断応力は浸漬温度の上昇とともに直線的に増加する。▲3)フェライト鋼はオーステナイトステンレス鋼より自己融着による引張破断応力が高い。▲4)LC―1C同士の組合せは700$$^{circ}C$$でも自己融着しにくい。ステライトN-6同士,コルモノイN-5同士,インコネル718同士の組合せは700$$^{circ}C$$で自己融着し,600$$^{circ}C$$で自已融着しない。コルモノイN-5のみは引張破断が自己融着部ばかりでなく肉盛層内でも生ずる。▲5)700$$^{circ}C$$ナトリウム中200時間浸漬によりコルモノイN-5のみが明白なナトリウム腐食をうける。LC―1Cは部分的に台金よりはく離した。これは溶射層(0.2mm厚)が厚すぎたためおよびグリッドブラスト法,溶射端面の処理法に問題があったためであり,現在この点に留意し試験片の製作を行なっている。▲

報告書

表面硬化材のナトリウム中試験(IV) : 摩擦係数に対するナトリウム浸漬時間の影響

小圷 亨; 加納 茂機; 長谷川 成生; 柚原 俊一*; 中山 紘一; 中筋 孝

PNC TN941 79-105, 39 Pages, 1979/07

PNC-TN941-79-105.pdf:1.14MB

「もんじゅ」のナトリウム機器摺動部には耐自己融着,低摩擦の観点より表面硬化材の使用が考えられているが,これら材料の自己融着・摩擦現象は,高温ナトリウム中での長時間の使用により腐食の影響をうけると考えられる。本報では流動ナトリウム中浸漬時間が摩擦係数に及ぼす影響をしらべるため,試験温度600$$^{circ}C$$,コールドトラップ温度140$$^{circ}C$$,浸漬時間2000時間,ナトリウム流速0.7m/sec,負荷応力0.3kg/mm$$times$$2,摺動ストローク+-5mm,摺動速度0$$sim$$0.63mm/secの条件においてステライトN-6,コルモノイN-5,インコネル718,LC-1CおよびSUS316の動摩擦係数($$mu$$K)を求めた。得られた結果は次のとおりである。▲本試験時間ではコルモノイN-5を除き$$mu$$/Kのナトリウム浸漬時間依存性はなく,ナトリウム腐食による材料表面変質の影響はみとめられなかった。▲コルモノイN-5は表面に明白な腐食変質層を生成する。▲LC-1C(コーティング厚‥0.2mm)はコーティング端部で剥離を生じたのでコーティング法の改善が必要である。▲$$mu$$/Kは次のとおりであった。▲ステライトN-6/self0.15$$sim$$0.35▲コルモノイN-5/self0.15$$sim$$1.5▲インコネル718/self0.65$$sim$$1.15▲LC-1C/self0.35$$sim$$0.55▲SUS316/self1.0$$sim$$1.2▲

報告書

表面硬化材のナトリウム中試験(III) : 「もんじゅ」燃料集合体用ラッパ管パッド材のナトリウム中浸漬試験

長谷川 成生; 加納 茂機; 中山 紘一; 小圷 亨; 柚原 俊一*; 中筋 孝

PNC TN941 79-26, 44 Pages, 1979/04

PNC-TN941-79-26.pdf:1.91MB

高速増殖炉の機器にはナトリウム中で接触,摺動する多くの部分があり,それら部分には耐摩擦,耐摩耗,耐自巳融着材の適用が図られている。これは燃料集合体ラッパ管パッド部にも適用される。▲今回,4種類の材料(ステライトN-6,コルモノイN-6,LC―1C各コーティング材およびインコネル718母材)をそれぞれ使用したパッド材を取付けたもんじゅサイズラッパ管部分供試品が試作された。この4種類の材料は,過去の試験によって選択されたものである。▲このラッパ管部分供試品から切出したパッド部試験片を,600$$^{circ}C$$のナトリウム中で2,000時間浸漬試験を行ない,次の結果が得られた。▲いずれの材料を使用したパッド材もパッド部表面とラッパ管内面間の寸法は,浸漬時の加熱のため局部的増減を示し,最大200$$mu$$mにおよんだ。▲ステライトN-6‥表面は全面腐食および粒界の選択腐食が認められた。かたさは若干低下したが,なおHv600を保った。表面粗さも若干粗くなった。▲コルモノイN-6‥表面は全面腐食が比較的激しく,B,Si等の元素の減少および表面変質層の生成か認められた。又かたさの減少が顕著でHv300に低下し,表面粗さも若干粗くなった。▲LC―1C‥表面の全面腐食は認められたが,断面組織は変化なく安定であった。かたさは若干増加してHvl,100に達し,また表面粗さも若干粗くなった。▲インコネル718‥表面の全面腐食は軽微であったか,Ti,Nb,Mo等の元素の減少が認められた。かたさの増減はなくHv500を保ち,表面粗さも変化はなかった。▲

報告書

高速炉材料のナトリウム中摩耗試験(VI) 長時間摺動試験結果

長谷川 成生; 加納 茂機; 中山 紘一; 小圷 亨; 柚原 俊一*; 中筋 孝

PNC TN941 78-100, 48 Pages, 1978/01

PNC-TN941-78-100.pdf:1.67MB

ナトリウム冷却高速増殖炉機器摺動部材の研究開発として一連のナトリウム中あるいはアルゴン中の摩擦,摩耗試験が行なわれ,各種材料のそれらの特性が明らかにされている。その結果,摩擦,摩耗特性の優れた材料として数種類の材料を選定した。本試験では,これらの中から1)ステライトN-6同志,2)コルモノイN-5同志,3)インコネル718同志,4)ステライトN-6vsSUS304の材料組合せについてナトリウム温度360$$^{circ}C$$と400$$^{circ}C$$における長時間摺動(150時間)試験を行ない,従来の短時間摺動(15分)試験と比較検討した。その結果次のことがわかった。ステライトN-6同志,コルモノイN-5同志の動摩擦係数($$mu$$k)は従来の短時間摺動試験と同程度で,長時間になっても低い値を持続した。($$mu$$k=0.2$$sim$$0.4)インコネル718同志の$$mu$$kは摺動初期で上昇し,高い値(約0.4から0.6$$sim$$0.7)となったが,その後の変動は少なかった。ステライトN-6vsSUS304の組合せの$$mu$$kは摺動初期に変動がみられたが(0.4$$sim$$0.8),時間とともに安定化傾向(0.6$$sim$$0.7)を示した。ステライトN-6同志,コルモノイN-5同志の摩耗深さは摺動時間に伴なう増加量は少なかった。インコネル718同志の摩耗深さはステライトN-6同志,コルモノイN-5同志の2$$sim$$3倍である。ステライトN-6vsSUS304の組合せの場合,摩耗深さが最も大きい。

報告書

表面硬化材のナトリウム中試験(I) : 2000時間腐食試験

加納 茂機; 小圷 亨; 長谷川 成生; 中山 紘一; 中筋 孝; 厚母 栄夫

PNC TN941 77-111, 95 Pages, 1977/06

PNC-TN941-77-111.pdf:4.43MB

高速炉機器の接触摺動部に適用される表面硬化材の長時間使用におけるナトリウムとの共存性をしらべる目的で,600$$^{circ}C$$ナトリウム中に約2000時間浸せきし,材料間の腐食挙動を比較した。試験片はナトリウム中摩擦・自己融着試験に供されてきた各種Co基合金,Ni基合金,カーバイト材である。なお,比較のため従来腐食試験が行なわれてきたSUS304,SUS316,21/4Cr―1Mo鋼等手持ちの耐食耐熱材料も同時浸せきした。解析は摩擦,自己融着現象に影響のある表面あらさ,かたさ,表面観察,組織観察および腐食量の測定により行なった。得られた結果のうち,主なものを挙げると次のようである。▲1)ステライト合金‥腐食量はSUSとくらべてそれほど大きくはなく,一部の試験片は増量した。表面あらさの変化は小さく,かたさは増加する。ナトリウム接液面近傍組織にはナトリウム浸せきによる変化がみられない。▲2)コルモノイ合金等Ni基肉盛材‥大きな腐食量を示しかたさは低下する。コルモノイ合金表面には10$$sim$$40$$mu$$m厚さの変質層が生じ,表面あらさは増加する。▲3)インコネル合金‥腐食量はSUSの約2倍であり,表面に1$$sim$$4$$mu$$m厚さの変質層を生ずる。表面あらさの変化は小さい。▲4)耐食耐熱材料‥腐食量はSUSの1$$sim$$2倍である。表面あらさの変化は小さく,かたさは変化しない。表面にはっきりした変質層はみられないが,組織内に析出物が生成するものがある。▲5)カーバイト材‥LC―1Cは台金よりはく離した。LW-1N40は腐食量の変動が大きい。表面あらさはいずれも増加した。▲6)その他‥SUS316は粒界,特にナトリウム接液面側に$$sigma$$相が生成する。▲

報告書

In sodium tests of hard facing materials, 2; Test Result in room temperature argon

加納 茂機; 中山 紘一; 長谷川 成生; 小圷 亨; 滑川 優; 中筋 孝; 厚母 栄夫

PNC TN941 77-179TR, 48 Pages, 1977/01

PNC-TN941-77-179TR.pdf:2.29MB

A series of experiments have been carried out to develop and screen friction and wear resistant materials used for sliding components of a sodium cooled reactor. Preceding studies (1) $$sim$$ (5) clarified the short-term friction and wear characteristics of various materials in 450$$^{circ}$$C sodium. A present study relates to clarify friction and wear behavior in argon environment, where a part of sliding components are located, and compare test data in room temperature argon with those in 450$$^{circ}$$C sodium. The results obtained are as follows: (1)Static friction coefficients ($$mu$$s) in argon were almost lower than 0.2. They were apt to be lower than those in sodium. (2)Kinetic friction coefficients ($$mu$$k) in argon varied with load. The difference of $$mu$$k in argon and sodium depended on material combination. (3)Wear rates were remarkably high in argon. Wear rates of Colmonoy and Stellite were not detected in sodium, but were detected in argon. (4)Sliding surface was more roughened in argon, and hardness of sliding surface was almost lower in argon than in sodium. (5)There is the significant difference between friction and wear characteristics in argon and those in sodium. Then, it is difficult that in-sodium behavior is estimated with in-argon data. (6)The above-mentioned difference in room temperature argon and 450$$^{circ}$$C sodium will be greater when the test is carried out in higher temperature argon.

報告書

表面硬化材のナトリウム中試験(II); 常温アルゴン中試験

加納 茂機; 中山 紘一; 長谷川 成生; 小圷 亨; 中筋 孝; 滑川 優; 厚母 栄夫

PNC TN941 77-179, 48 Pages, 1977/01

PNC-TN941-77-179.pdf:2.55MB
PNC-TN941-77-179TR.pdf:2.29MB

ナトリウム冷却高速炉機器の摺動部材の開発研究として一連のナトリウム中試験が行なわれ,各種材料の短時間の摩擦,摩耗特性が明かにされている。本研究ではナトリウム中試験に供されてきた材料組合せを,一部の摺動部が位置するアルゴン雰囲気中で試験し,室温アルゴン中の摩擦,摩耗挙動を明かにするとともに450$$^{circ}C$$ナトリウム中データと比較した。その結果次のことが明かとなった。静摩擦係数($$mu$$s)はアルゴン中においてほとんどの材料組合せが0.2以下であり,ナトリウム中より小さい。動摩擦係数($$mu$$k)はアルゴン中において荷重とともに変動する。又,アルゴン中とナトリウム中の$$mu$$kの大小は材料組合せに依存する。摩耗量はアルゴン中において著しく,ナトリウム中で摩耗しないステライトおよびコルモノイもアルゴン中では摩耗する。摺動面はアルゴン中において塑性変形しやすく表面が粗くなり,摺動面のかたさはアルゴン中の方が小さくなる傾向がある。アルゴン中とナトリウム中の摩擦,摩耗特性には著しい差があり,アルゴン中データでナトリウム中挙動を推定することは困難である。高温アルゴン中の摩耗特性は常温アルゴン中のものより劣り,ナトリウム中との差がさらに大きくなると考えられる。

報告書

高速炉材料のナトリウム中摩耗試験(V) コルモノイとステライトの比較

加納 茂機; 溝渕 庄太郎*; 中山 紘一; 長谷川 成生; 小圷 亨; 厚母 栄夫; 中筋 孝

PNC TN941 76-81, 25 Pages, 1976/07

PNC-TN941-76-81.pdf:0.88MB

期間1973年8月日$$sim$$1976年6月30日目的原子炉機器摺勤部用耐摩耗材の選定要旨ナトリウム冷却高速炉の機器摺動部に使用される耐摩擦・摩耗材の開発研究として一連のナトリウム中試験を行なっている。本研究ではニッケル基のコルモノイ合金とコバルト基のステライト合金の摩擦・摩耗特性を温度,荷重,摺速,摺動モードおよびナトリウムフラッシングに関して比較した。またアルゴン中および大気中でも試験しナトリウム中挙動と比較した。その結果次のことが明かとなった。1)ナトリウム温度が上昇するとステライトの$$mu$$/kは大きくなるが,コルモノイは同じか低下する。また540$$^{circ}C$$ナトリウムフラッシングによりコルモノイの$$mu$$/kは低下する。2)コルモノイとステライトの$$mu$$/sおよび$$mu$$/kを比較するとナトリウム中ではコルモノイの方が小さい。3)$$mu$$/sおよび$$mu$$/kの荷重依存性はナトリウム中では小さいが,アルゴン中では荷重に対し$$mu$$/kは著しく変動する。4)摺動モードが異なると摩擦挙動が異なる。連続一方向摺動より反復摺動の方が$$mu$$/kが大きく,また摺勤面が粗れやすい。本試験条件では低速域を除けばナトリウム中$$mu$$/kの摺速依存性は小さい。ナトリウム中とアルゴン中を比較すると$$mu$$/kはナトリウム中の方が小さくなる傾向がある。また摩耗量はアルゴン中の方が著しく多い。

報告書

報告書

高温ナトリウム中における自己融着試験(VI) 各種ステライト,コルモノイ材の摩擦,自己融着性

溝渕 庄太郎*; 中山 紘一; 加納 茂機; 中筋 孝; 厚母 栄夫

PNC TN941 76-32, 79 Pages, 1976/02

PNC-TN941-76-32.pdf:1.76MB

期間1975年2月$$sim$$1976年2月▲目的各種材料の摩擦・自己融着挙動を明らかにし,高速炉設計のための基礎データを得ること。▲要旨▲高速増殖炉内では,多くの接触,摺動部を有する機器があり,これら部材を選定するため,従来から一連の摩擦,自己融着試験を行っているが,今回は各種コルモノイ合金(N-2,4,6),ステライト合金(N-1,6,12.)の試験を行い,これらの主成分であるニッケルとコバルトの違いによる摩擦挙動の変化を調べた。又,Type316SSとの組合せについても,摩擦,自己融着性の評価を行なった。これらの試験から,次の事が明らかになった。▲1)主成分がニッケルとコバルトでは,ナトリウム中の摩擦挙動が異なり,コバルト基材料で温度の依存性が認められ,ニッケル基のものは安定な摩擦挙動を示した。▲2)相手材がステンレスの異種組合せでは,硬質材同志と比べて,ナトリウム中の摩擦係数が高くなり,「カジリ」付き易いことがわかった。▲3)ニッケル基のコルモノイN-2,N-4はナトリウム中で非常に安定で,低い摩擦係数を示したが($$mu$$=0.3),静摩擦係数の上昇から判断し,耐自己融着性は悪かった。又,融着傾向を示さない硬質材料でも,相手材がステンレスの場合,融着性が認められた。▲

報告書

高速炉材料のナトリウム中摩耗試験(IV) ステライトNo.1,コルモノイNo.6,インコネル718,ハステロイCおよび2 1/4: Cr-IMo鋼の摩擦・摩耗

加納 茂機; 溝渕 庄太郎*; 滑川 優; 中山 紘一; 厚母 栄夫

PNC TN941 75-73, 63 Pages, 1975/07

PNC-TN941-75-73.pdf:1.55MB

期間1974年11月$$sim$$1974年12月25日目的原子炉機器摺動部用耐摩耗材の選定要旨ナトリウム冷却高速増殖炉機器摺動部に使用する耐摩擦・耐摩耗材を開発選定するため一連のナトリウム中摩耗試験を行なっている。本試験はステライトN-1.コルモノイN-6,インコネル718,ハステロイCおよび21/4Cr―1Mo鋼の各種組合せについて行なったものでその結果次のようなことがわかった。コルモノイN-6だけが試験後かたさが低下し,また温度が高くなるほど静摩擦係数($$mu$$s)が低くなった。ステライトN-1同志の動摩擦係数($$mu$$k)は約0.5と比較的高かったが相手材がコルモノイN-6になると0.12に低下した。またコルモノイN-6同志の$$mu$$kは0.2と低かった。いずれも殆んど摩耗しなかった。インコネル718同志の$$mu$$kは0.3と低かったが300kg以上の荷重で摩耗が始まった。ハステロイC同志の$$mu$$kは0.23と低かったが低荷重域より摩耗がはじまった。21/4Cr―1Mo鋼同志は$$mu$$sおよび$$mu$$kとも0.5以上と高くまた摺動面が著しく塑性変形し試験した材料のうち最も大きい摩耗を示した。

報告書

高温ナトリウム中における自己融着試験(V) パッド部候補材の各種環境下における摩擦挙動

溝淵 庄太郎*; 加納 茂機; 中山 紘一; 滑川 優; 厚母 栄夫

PNC TN941 75-49, 70 Pages, 1975/05

PNC-TN941-75-49.pdf:7.87MB

期間1974年10月15日$$sim$$1974年12月20日▲目的燃料集合体のパッド部材を選定するため,6種類の候補材について摩擦挙動からの材料評価を行う。▲要旨▲高速炉内の接触,摺動部材の選定のため,従来から一連の自己融着,摩擦試験を行っているが,今回は燃料集合体のパッド部の候補材6種類について,高温ナトリウム中,および不活性ガス中で摩擦試験を行い,材料評価をした。今回の試験で次の事がわかった。▲1)ステライトN-6材は280$$^{circ}C$$のNa中では安定な摩擦挙動を示したが,540$$^{circ}C$$の高温になると,摩擦係数が上昇し,ナトリウムのフラッシングの影響も大であった。▲2)コルモノイN-6材は高荷重下(500kg)でも,又,ナトリウム温度が上昇しても,摩擦係数は0.3$$sim$$0.4で安定していた。▲3)クロム・カーバイト材は表面の仕上げ状態によぅて異なる挙動を示し,特に,高温では表面を研磨したもので摩擦係数が1.0以上にもなり,又,フラッシングの影響も大きかった。▲4)硬質クロム・メッキは280$$^{circ}C$$のナトリウム中でも,摩擦係数が高く(0.8)悪い挙動を示した。▲5)インコネル718材はナトリウム中で比較的高い摩擦係数(0.3$$sim$$0.7)を示すが,摩擦挙動は安定していた。▲

報告書

高温ナトリウム中における自己融着試験(III) 自己融着現象の温度依存性

溝淵 庄太郎*; 加納 茂機; 中山 紘一; 滑川 優; 大和田 哲朗*; 厚母 栄夫

PNC TN941 75-12, 52 Pages, 1975/01

PNC-TN941-75-12.pdf:9.26MB

期間1974年4月1日$$sim$$1974年12月25日▲目的高温ナトリウム中における各種材料の自己融着性の比較と,自己融着現象の基礎的な知見を得る。▲要旨前報(SN941 73-12, N941 74-18)で600$$^{circ}C$$ナトリウム中における各種材料の自己融着性について調べたが,今回はナトリウム温度を650$$^{circ}C$$,700$$^{circ}C$$とし,又接触面積を変化させて各種材料の温度依存性,および形状効果について試験した。これによって次の結果が得られた。▲1.SUS316ステンレス同志では,1,100kgの融着力が生じた。又,この融着力は650$$^{circ}C$$,700$$^{circ}C$$でも同程度の値であった。▲2.650$$^{circ}C$$までのナトリウム温度では見掛上の接触面積に融着力は影響されるが,700$$^{circ}C$$になるとほとんど影響されなくなる。▲3.SUS316ステンレスとSUS420ステンレスの融着力は3,850kgにも達し,破断後20$$mu$$m以上の金属移行がみられた。又,この組合わせにおける融着挙動は境界域での合金元素の相互拡散によるものが大きい。▲4.クロム・カーバイト材は,含有しているニクロム材が融着性を非常に高めることがわかった。すなわち100%のクロム・カーバイト材は融着性を示さなかった。

報告書

高温ナトリウム中における自己融着試験(IV) 新型自己融着試験機の試作および機能試験

溝淵 庄太郎*; 加納 茂機; 中山 紘一; 滑川 優; 大和田 哲郎*; 厚母 栄夫

PNC TN941 75-13, 103 Pages, 1974/12

PNC-TN941-75-13.pdf:6.23MB

[期間] 1973年9月1日$$sim$$1974年11月30日、[目的]自己融着・摩耗試験ループに、今回、自己融着関係の試験装置を増設した。このうち、自己融着試験磯の構造とその機能試験結果について報告する。[要旨] 自己融着・摩耗試験ループのうち、摩耗試験部(SW-1)が昭和47年3月末に完成し、今まで多くの試験を行い成果をあげることが出来た。今回、新しく自己融着試験部(SW-2)とこれらに関連した設備が完成し、試験機の機能テストの1部として、高温不活性ガス中における試験を行った。自己融着試験機はこれまでに基準化されたものがなく、材料の判足も不十分であった。そこで、今回我々は新しい機能を含む試験機を開発した。この試験機の特長は次の通りである。(1)高温ナトリウム中で加圧、融着させ、引張りおよび捩り試験からの材料の自己融着性判定ができる。(2)捩り回転、引張りおよび圧縮荷重とも、油圧方式を採用し、試験機の操作、構造が簡単となり、又小型となった。(3)試験機を180$$^{circ}$$反転することによって、他の雰囲気(例えは不活性ガス中)中で試験することが容易となった。(4)低荷重(100kg以下)から高荷重(最大4000kg)までの摩擦試験が可能であり、高温不活性ガス中試験からも、十分満足できる試験機であることが確かめられた。

報告書

高速炉材料のナトリウム中摩耗試験(III) 硬質合金,カーバイドの金相試験

加納 茂機; 溝淵 庄太郎*; 滑川 優; 中山 紘一; 大和田 哲朗*; 厚母 栄夫

PNC TN941 74-80, 89 Pages, 1974/10

PNC-TN941-74-80.pdf:2.47MB

期間1974年6月$$sim$$1974年9月 ・目的 原子炉機器摺動部用耐摩耗材の選定 ・要旨 材料の耐摩耗性は摩擦係数および摩耗量ばかりでなく,摺動面の金相試験データからも評価するのが好ましい。本試験では主に前報2)にて報告した材料についての金相試験結果を報告する。また49年度前半に摩耗試験した材料組合せについての摩擦係数,摩耗量および金相試験結果も報告する。得られた結果は次のとおりである。(1)LC―11C同志およびLW―1N4D同志の組合せは最も高い$$mu$$k(0.6以上)を示したがLW―1N40(G/F)同志を除き摺動面近傍に変形および組織変化等が見られなかった。LW―1N40(G/F)はコーティング後の表面研摩により割れが生じこのため$$mu$$sおよび$$mu$$kの変動が大きくなった。(2)ステライトNo6同志,コルモノイNo5vs.No6およびテロロステライトSF―60Mvs,コルモノイNo6の組合せは最も低い$$mu$$k(=0.3)およびWS($$sim$$0)を示し,また摺動面近傍の組織変化等が全く見られず安定していた。(3)SUS304は$$mu$$sを高くする傾向がありSUS304同志が最も高い$$mu$$s(=0.6)を示した。また塑性変形しやすく摺動面が著しくあれていた。(4)インコネルX750およびLW―5は摩耗試験中に塑性変形し,摺動面近傍に著しい組織変化が見られた。またインコネルX750同志は最も高いWsを示した。

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