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森永 正彦*; 山内 貴司*; 小田 雅章*
PNC TJ9603 98-002, 48 Pages, 1998/03
現在までに高温液体金属技術のフロンティア領域の開拓のために液体アルカリ金属腐食環境下での使用に耐える超高温材料としてNb基およびMo基合金の設計と開発を行なってきた。本研究ではNb基選定合金の強度特性を実験的に評価するとともに、Nb基合金の1073K脆化機構の解明を試みた。また、本委託研究では、これまでの研究の総括として、Nb基およびMo基選定合金の各種特性評価を総合的に行うことを目的とした。
下郡 一利*; 泊里 治夫*; 小田 正彦*; 藤原 和雄*; 舛形 剛*
PNC TJ1074 98-002, 270 Pages, 1998/02
銅は還元性条件下では熱力学的に腐食しない事が知られている。従って、地下深部本来の環境である還元性環境下において、銅にオーバーパック候補材料としての優位性が与えられる。しかし、処分開始直後には比較的酸化性の環境になるため局部腐食発生の可能性が考えられる。そこで、本研究では酸化性環境下における銅の局部腐食発生の臨界条件を明らかにする事を目的として、80度Cにおける脱気炭酸塩溶液含浸ベントナイト中及び脱気炭酸塩溶液中での60日間の電気化学的試験ならびに暴気炭酸溶液含浸ベントナイト中及び暴気炭酸塩溶液中での60日間の自然浸漬試験を行い、溶液中のイオン濃度ならびに電位と腐食状況との関係を整理し、銅の局部腐食発生の臨界条件の検討を行った。その結果、ベントナイト無しの場合、高腐食性溶液(HCOSUB3/SUPー/S0/SUB4/SUP2-
l、高濃度Cl/SUP-)中は勿論のこと、低腐食性溶液(HC0/SUB3/SUP-/S0/SUB4/SUP2-
l)に塩素イオン及び硫酸イオン濃度を高めた溶液中においても、淡水や給湯環境中での孔食臨界電位である。"0.115VVSSCEat 60度C(=0.296VvsSHE at 80度C)"以上では局部腐食発生の可能性があるが、ベントナイト有りの場合には、高腐食性溶液中における高電位印加以外の条件では、局部腐食発生の可能性は低いものと考えられる。また、大気平衡下での自然竜位は高くとも上記臨界電位近傍であり、実環境中では酸素の消費も生じるため、局部腐食発生の可能性は更に低いと推察された。
和田 隆太郎*; 西村 務*; 下郡 一利*; 泊里 治夫*; 舛形 剛*; 下田 秀明*; 藤原 和雄*; 西本 英敏*; 小田 正彦*
PNC TJ1058 98-002, 159 Pages, 1998/02
チタンは高耐食性金属としてオーバーパック候補材料の一つとされている。本研究では地下深部本来の環境とされる還元性環境における水素脆化挙動を明らかにすることを目的として、50
の脱気炭酸塩溶液含浸ベントナイト中ならびに炭酸塩溶液中において1440時間までの電気化学的試験を行い、チタン還元性環境における腐食電位と水素吸収との関係について検討した。また、文献調査を行い、水素脆化モデルならびに腐食電位評価モデルの考え方をとりまとめた。さらに、炭素鋼オーバーパックの微生物腐食に関してベントナイト中での微生物の繁殖挙動とともに好気性/嫌気性細菌混合系の腐食への影響を調べた。その結果、硫酸塩還元菌は圧縮ベントナイト中では生育し難いことが判った。また、混合系(SRB/IB)でのベントナイト中の炭素鋼の腐食速度は昨年度のIB単独系とほぼ同様0.02㎜/y以下であることが判った。
和田 隆太郎*; 西村 務*; 下郡 一利*; 泊里 治夫*; 舛形 剛*; 下田 秀明*; 藤原 和雄*; 西本 英敏*; 小田 正彦*
PNC TJ1058 98-001, 446 Pages, 1998/02
チタンは高耐食性金属としてオーバーパック候補材量の一つとされている。本研究では地下深部本来の環境とされる還元性環境における水素脆化挙動を明らかにすることを目的として、50の脱気炭酸塩溶液含浸ベントナイト中ならびに炭酸塩溶液中において1440時間までの電気化学的試験を行い、チタンの還元性環境における腐食電位と水素吸収との関係について検討した。また、文献調査を行い、水素脆化モデルならびに腐食電位評価モデルの考え方をとりまとめた。さらに、炭素鋼オーバーパックの微生物腐食に関してベントナイト中での微生物の繁殖挙動とともに好気性/嫌気性細菌混合系の腐食への影響を調べた。その結果、硫酸塩還元菌は圧縮ベントナイト中では生育し難いことが判った。また、混合系(SRB/IB)でのベントナイト中の炭素鋼の腐食速度は昨年度のIB単独系とほぼ同様0.02㎜/y以下であることが判った。
森永 正彦*; 野田 賢二*; 古井 光明*; 小田 雅章*
PNC TJ9603 97-001, 95 Pages, 1997/03
【目的】 高温液体アルカリ金属技術のフロンテイア領域を開拓するため、高温(最高1200)液体金属リチウム中で優れた特性を有するNb基およびMo基合金の開発を行ってきた。本年度の研究ではMo基選定合金について、その強度特性および液体Li耐食性を評価することを目的とした。また本年度選定を行う予定のNb基合金については、液体Li耐食性を試験した。【実験方法】(1)高温引張試験:Mo基選定基合金の引張試験を、1473Kアルゴン雰囲気中において行った。比較材としてTZM合金を用いた。(2)高温クリープ試験:Mo基選定合金の高温クリープ試験を、1473Kアルゴン雰囲気中で行った。(3)加工性試験:Mo基選定基合金の加工性を評価するため、常温において3点曲げ試験を行った。(4)液体Li腐食評価:Nb基およびMo基選定合金の1473Kでの液体Li腐食試験の重量変化と表面分析結果を基に耐食性を評価した。【結果および考察】(1)高温引張試験:Mo基選定合金は実用TZM合金と比較して約1.5倍の引張強度、2.3倍の降伏強度を示した。また、2種類のMo基選定合金において顕著な強度の違いは見られなかった。(2)高温クリープ試験:Mo基選定合金のクリープひずみ速度は、他のMo基固溶強化型合金よりも小さかったが、析出強化型合金であるTZMに比べれば大きかった。(3)加工性試験:加工性の向上に有効であるTiの添加に関わらず、Mo基選定合金は最大曲がり角度まで破断することなく曲がった。(4)液体Li腐食評価:腐食試験後のNb-Hf合金の重量変化は添加したHf量の増加に伴って大きくなり、同時に亀裂の発生が著しくなる傾向が見られた。このため、Hf量が少ないNb-1Hf合金が最も優れていると思われた。Mo基選定合金ではTiを添加した合金が大きな重量変化を示したが、Tiを添加していない合金では粒界腐食が見られた。したがって、腐食表面が健全なMo-15Re-0.1Zr-0.1Ti合金がより優れた耐食性を有するものと考えられる。【結論】(1)引張強度:Mo基選定合金は実用TZM合金よりも優れた引張特性を示した。(2)高温クリープ強度:Mo基選定合金は優れた高温クリープ特性を有していた。(3)加工性:Mo基選定合金はTi添加の有無に関わらず、優れた加工性を示した。(4)液体Li耐食性:Nb基選定合金では、Nb-
和田 隆太朗*; 西村 務*; 下郡 一利*; 井上 武*; 藤原 和雄*; 西本 英敏*; 小田 正彦*
PNC TJ1058 97-005, 49 Pages, 1997/03
チタンは高耐食性金属としてオーバーパック候補材料の一つとされている。本研究では地下深部本来の環境とされる還元性環境における耐食性を明らかにすることを目的として50
Cの脱気炭酸塩溶液含浸ベントナイト中において500時間までの浸漬試験、電気化学的試験を行い、チタンの還元性環境における腐食挙動を酸化性環境におけるそれと比較して評価した。不動態皮膜は還元性環境でも酸化性環境下と同じTiO
皮膜であったが青
暗褐色の見るからに厚い皮膜が生じていた。腐食速度は0.010.1
A/cm
のオーダーで酸化性環境下よりかなり大きくなることが認められた。また、準耐食金属材料としての炭素鋼についても圧縮ベントナイト中における微生物共存下での耐腐食性を評価した。酸化性(大気開放)の人工海水中においては、炭素鋼の腐食挙動に及ぼす好気性細菌(鉄バクテリア: IB)単独添加の影響はベントナイト共存の有無に関わらず顕著には認められなかった。
和田 隆太朗*; 西村 務*; 下郡 一利*; 井上 武*; 藤原 和雄*; 西本 英敏*; 小田 正彦*
PNC TJ1058 97-004, 179 Pages, 1997/03
チタンは高耐食性金属とオーバーパック候補材料の一つとされている。本研究では地下深部本来の環境とされる還元性環境における耐食性を明らかにすることを目的として50の脱気炭酸塩溶液含浸ベントナイト中において500時間までの浸漬試験、電気化学的試験を行い、チタンの還元性環境における腐食挙動を酸化性環境におけるそれと比較して評価した。不働態皮膜は還元性環境でも酸化性環境下と同じTiO2皮膜であったが青暗褐色の見るからに厚い皮膜が生じていた。腐食速度は0.010.1A/cm2のオーダーで酸化性環境下よりかなり大きくなることが認められた。また、準耐食金属材料としての炭素鋼についても圧縮ベントナイト中における微生物共存下での耐腐食性を評価した。酸化性(大気開放)の人工海水中においては、炭素鋼の腐食挙動に及ぼす好気性細菌(鉄バクテリア:IB)単独添加の影響はベントナイト共存の有無に関わらず顕著には認められなかった。
藤原 優行*; 西田 俊夫*; 小田 正彦*; 十代田 哲夫*
PNC TJ9058 88-009, 77 Pages, 1989/02
噴射分散法(Spray-DispersionMthod,SD法と略す)最近開発された技術で外部から溶鋼流に酸化物粒子を噴射することによって粒子を分散させた鋼を製造することができる。この新しいプロセスによって製作する酸化物分散強化型(OxideDispersionStrengthened,ODS)フェライト鋼の大型高速炉の長寿命炉心材料への適用性を評価するためにまずFe-13Cr鋼を用いて基礎的な検討を行い、次の結果を得た。1)水および溶融Snを用いたモデル実験結果により良好な噴射分散状態を得るためには溶融金属流の径(溶湯ノズ径)、噴射ガスノズルの径と数、噴射交角、および噴射ガス圧力が重要な因子であることを明らかにした。2)真空溶解炉に組み込んだSD実験の装置を試作して、分散制御元素としてTi,Nb,Vを添加したFe-13Crフェライト鋼の10Kg鋼塊についてZrO2酸化物粒子のSD実験を実施した。SD法により鋼中に最大量約0.5%のZrO2を添加させることができた。しかし、鋼中の酸化物粒子の径は大きく、また酸化物粒子の分布も不均一であった。これらの問題を改善するためには噴射ガス圧力と酸化物粉末の供給量の増強を図る必要があると考えられた。
