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論文

Corrosion resistance of Al-alloying high Cr-ODS steels in stagnant lead-bismuth

高屋茂; 古川智弘; 井上賢紀; 藤澤敏治*; 奥田隆成*; 阿部冨士雄*; 大貫惣明*; 木村晃彦*

Journal of Nuclear Materials, 398(1-3), p.132 - 138, 2010/03

https://doi.org/10.1016/j.jnucmat.2009.10.023

被引用回数：59 パーセンタイル：96.05(Materials Science, Multidisciplinary)

ODSフェライト鋼は、優れた高温強度を有し、燃料被覆管の候補材であるが、LBEとの共存性がADS及びLBE冷却FBRにおける一つの課題である。Al添加とCr増加は、共存性に良い影響を与えると考えられるが、Al添加は高温強度の低下を招き、Cr増加は時効脆化が懸念される。そのため、耐食性と高温強度をバランスさせる最適なAl添加量とCr増加量を求める必要がある。本研究では、LBE中溶存酸素濃度10 $^{-8}$ wt%, 650 $^{circ}$ Cの条件で3000時間,LBE中に浸漬された試験片の断面観察をSEM及びオージェ電子分光法により実施した。その結果、複合酸化物/内部酸化層と母材の間に連続的に非常に薄いAl酸化膜が形成され、そのようなAl酸化皮膜がさらなる複合酸化物/内部酸化層の成長を抑制していることがわかった。Al濃度が2から4wt%に増加することにより酸化皮膜の平均厚さが、薄くなる傾向があった一方、Cr濃度への依存性はほとんど確認できなかった。さらに、5000時間の腐食試験を実施した。これらの材料は、10 $^{-8}$ wt%, 650 $^{circ}$ Cの条件でも優れた耐食性を示した。3.5wt%のAl添加は耐食性の向上に大変有効である。

論文

Super ODS steels R&D for fuel cladding of next generation nuclear systems, 4; Mechanical properties at elevated temperatures

古川智弘; 大塚智史; 井上賢紀; 奥田隆成*; 阿部冨士雄*; 大貫惣明*; 藤澤敏治*; 木村晃彦*

Proceedings of 2009 International Congress on Advances in Nuclear Power Plants (ICAPP '09) (CD-ROM), p.9221_1 - 9221_7, 2009/05

われわれの研究グループでは、重金属冷却高速増殖炉及び超臨界水冷却高速増殖炉用の燃料被覆管として、優れた高温強度と高耐食性の両方を兼ね備えた酸化物分散強化型フェライト鋼(スーパーODS鋼)の開発を進めている。本報では、開発中のスーパーODS鋼の高温における機械的強度特性について評価した結果について報告する。

論文

Super ODS steels R&D for fuel cladding of next generation nuclear systems, 1; Introduction and alloy design

木村晃彦*; 笠田竜太*; 岩田憲幸*; 岸本弘立*; Zhang, C. H.*; Isselin, J.*; Dou, P.*; Lee, J. H.*; Muthukumar, N.*; 奥田隆成*; et al.

Proceedings of 2009 International Congress on Advances in Nuclear Power Plants (ICAPP '09) (CD-ROM), p.9220_1 - 9220_8, 2009/05

重金属冷却高速増殖炉及び超臨界水冷却高速増殖炉用の燃料被覆として、優れた高温強度と高耐食性の両方を兼ね備えた酸化物分散強化型フェライト鋼(スーパーODS鋼)の開発を進めている。本報では、開発中のスーパーODS鋼の合金設計について評価した結果について報告する。

論文

Super ODS steels R&D for fuel cladding of next generation nuclear systems, 2; Effect of minor alloying elements

大貫惣明*; 橋本直幸*; 鵜飼重治*; 木村晃彦*; 井上賢紀; 皆藤威二; 藤澤敏治*; 奥田隆成*; 阿部冨士雄*

Proceedings of 2009 International Congress on Advances in Nuclear Power Plants (ICAPP '09) (CD-ROM), p.9306_1 - 9306_5, 2009/05

重金属冷却高速増殖炉及び超臨界水冷却高速増殖炉用の燃料被覆管として、優れた高温強度と高耐食性の両方を兼ね備えた酸化物分散強化型フェライト鋼(スーパーODS鋼)の開発を進めている。本報では、開発中のスーパーODS鋼の微量合金元素の影響について強化した結果について報告する。

論文

Super ODS steels R&D for fuel cladding of next generation nuclear systems, 3; Development of high performance attrition type ball mill

奥田隆成*; 藤原優行*; 中井辰良*; 柴田憲一*; 木村晃彦*; 井上賢紀; 鵜飼重治*; 大貫惣明*; 藤澤敏治*; 阿部冨士雄*

Proceedings of 2009 International Congress on Advances in Nuclear Power Plants (ICAPP '09) (CD-ROM), p.9229_1 - 9229_4, 2009/05

重金属冷却高速増殖炉及び超臨界水冷却高速増殖炉用の燃料被覆管として、優れた高温強度と高耐食性の両方を兼ね備えた酸化物分散強化型フェライト鋼(スーパーODS鋼)の開発を進めている。本報では、開発中のスーパーODS鋼の高性能アトライタについて強化した結果について報告する。

論文

Super ODS steels R&D for fuel cladding of next generation nuclear systems, 6; Corrosion behavior in SCPW

Lee, J. H.*; 木村晃彦*; 笠田竜太*; 岩田憲幸*; 岸本弘立*; Zhang, C. H.*; Isselin, J.*; Dou, P.*; Muthukumar, N.*; 奥田隆成*; et al.

Proceedings of 2009 International Congress on Advances in Nuclear Power Plants (ICAPP '09) (CD-ROM), p.9223_1 - 9223_6, 2009/05

重金属冷却高速増殖炉及び超臨界水冷却高速増殖炉用の燃料被覆管として、優れた高温強度と高耐食性の両方を兼ね備えた酸化物分散強化型フェライト鋼(スーパーODS鋼)の開発を進めている。本報では、開発中のスーパーODS鋼の超臨界水における腐食について強化した結果について報告する。

論文

Super ODS steels R&D for fuel cladding of next generation nuclear systems, 5; Mechanical properties and microstructure

笠田竜太*; Lee, S. G.*; Lee, J. H.*; 大村高正*; Zhang, C. H.*; Dou, P.*; Isselin, J.*; 木村晃彦*; 井上賢紀; 鵜飼重治*; et al.

Proceedings of 2009 International Congress on Advances in Nuclear Power Plants (ICAPP '09) (CD-ROM), p.9072_1 - 9072_5, 2009/05

重金属冷却高速増殖炉及び超臨界水冷却高速増殖炉用の燃料被覆管として、優れた高温強度と高耐食性の両方を兼ね備えた酸化物分散強化型フェライト鋼(スーパーODS鋼)の開発を進めている。本報では、開発中のスーパーODS鋼の機械的性質と組織について強化した結果について報告する。

論文

Super ODS steels R&D for fuel cladding of next generation nuclear systems, 7; Corrosion behavior and mechanism in LBE

佐野浩行*; 藤澤敏治*; 木村晃彦*; 井上賢紀; 鵜飼重治*; 大貫惣明*; 奥田隆成*; 阿部冨士雄*

Proceedings of 2009 International Congress on Advances in Nuclear Power Plants (ICAPP '09) (CD-ROM), p.9308_1 - 9308_5, 2009/05

重金属冷却高速増殖炉及び超臨界水冷却高速増殖炉用の燃料被覆管として、優れた高温強度と高耐食性の両方を兼ね備えた酸化物分散強化型フェライト鋼(スーパーODS鋼)の開発を進めている。本報では、開発中のスーパーODS鋼のLBEにおける腐食について強化した結果について報告する。

論文

Super ODS steels R&D for fuel cladding of next generation nuclear systems, 8; Ion irradiation effects at elevated temperatures

岸本弘立*; 笠田竜太*; 木村晃彦*; 井上賢紀; 奥田隆成*; 阿部冨士雄*; 大貫惣明*; 藤澤敏治*

Proceedings of 2009 International Congress on Advances in Nuclear Power Plants (ICAPP '09) (CD-ROM), p.9219_1 - 9219_8, 2009/05

重金属冷却高速増殖炉及び超臨界水冷却高速増殖炉用の燃料被覆管として、優れた高温強度と高耐食性の両方を兼ね備えた酸化物分散強化型フェライト鋼(スーパーODS鋼)の開発を進めている。本報では、開発中のスーパーODS鋼の高温イオン照射効果について強化した結果について報告する。

論文

Super ODS steels R&D for fuel cladding of next generation nuclear systems, 9; Damage structure evolution under electron-irradiation

大貫惣明*; 橋本直幸*; 鵜飼重治*; 木村晃彦*; 井上賢紀; 皆藤威二; 藤澤敏治*; 奥田隆成*; 阿部冨士雄*

Proceedings of 2009 International Congress on Advances in Nuclear Power Plants (ICAPP '09) (CD-ROM), p.9307_1 - 9307_4, 2009/05

重金属冷却高速増殖炉及び超臨界水冷却高速増殖炉用の燃料被覆管として、優れた高温強度と高耐食性の両方を兼ね備えた酸化物分散強化型フェライト鋼(スーパーODS鋼)の開発を進めている。本報では、開発中のスーパーODS鋼の電子線照射による組織損傷について強化した結果について報告する。

論文

Super ODS steels R&D for fuel cladding of next generation nuclear systems, 10; Cladding tube manufacturing and summary

鵜飼重治*; 大貫惣明*; 林重成*; 皆藤威二; 井上賢紀; 木村晃彦*; 藤澤敏治*; 奥田隆成*; 阿部冨士雄*

Proceedings of 2009 International Congress on Advances in Nuclear Power Plants (ICAPP '09) (CD-ROM), p.9232_1 - 9232_7, 2009/05

重金属冷却高速増殖炉及び超臨界水冷却高速増殖炉用の燃料被覆管として、優れた高温強度と高耐食性の両方を兼ね備えた酸化物分散強化型フェライト鋼(スーパーODS鋼)の開発を進めている。本報では、開発中のスーパーODS鋼の被覆管加工について強化した結果について報告する。

論文

Corrosion behavior of Al-alloying high Cr-ODS steels in lead-bismuth eutectic

高屋茂; 古川智弘; 青砥紀身; Mller, G.*; Weisenburger, A.*; Heinzel, A.*; 井上賢紀; 奥田隆成*; 阿部冨士雄*; 大貫惣明*; et al.

Journal of Nuclear Materials, 386-388, p.507 - 510, 2009/04

https://doi.org/10.1016/j.jnucmat.2008.12.155

被引用回数：57 パーセンタイル：96.28(Materials Science, Multidisciplinary)

Al(03.5wt%)とCr(13.717.3wt%)を含むODS鋼と、12Cr鋼の停留鉛ビスマス(LBE)中での耐食性を調べた。試験条件は、ODS鋼については、LBE中溶存酸素濃度が10 $^{-6}$ と10 $^{-8}$ wt%,温度が550と650 $^{circ}$ C,浸漬時間は3,000時間まで、12Cr鋼については、LBE中溶存酸素濃度が10 $^{-8}$ wt%,温度が550 $^{circ}$ C,浸漬時間は5,000時間まである。Alを約3.5wt%,Crを13.717.3wt%含むODS鋼は、表面に保護的なAl酸化膜が形成された。Alの添加は、ODS鋼の耐食性向上にとても効果があることがわかる。一方、Crを16wt%を含み、Alを含まないODS鋼については、溶存酸素濃度が10 $^{-6}$ wt%,温度が650 $^{circ}$ Cの場合を除き、十分な耐食性を有しなかった。単にCrを増量しただけでは、耐食性の向上は期待できないと思われる。

口頭

高耐食性スーパーODSフェライト鋼の模擬FP反応試験

大塚智史; 皆藤威二; 井上賢紀; 奥田隆成*; 木村晃彦*; 鵜飼重治*; 大貫惣明*; 藤澤敏治*; 阿部冨士雄*

no journal, ,

高燃焼度化に伴い重要となる燃料-被覆管化学的相互作用(FCCI)に対する耐食性の付与を重要課題の一つと位置付け、鉛ビスマス冷却高速炉(LBE-FR)と超臨界圧水冷却高速炉(SCW-FR)用の高耐食性ODSフェライト鋼被覆管の開発を進めている。原子力機構での従来研究により、FCCIには反応性の高いCs, TeとIが関与すること、及び模擬FPとしてCsOH/CsI混合物を用いた場合に炉内でしばしば観察される内面腐食に近い形態が観察されることがわかっている。本研究では、高耐食性ODSフェライト鋼の成分設計に関する指針を得るため、模擬FPとしてCsOH/CsI混合物を用い、Cs, Iとの反応性に及ぼすCr濃度とAl添加効果の評価を行った。本検討により、Crの増量もしくはAlの減量に伴い耐模擬FP反応性が向上することがわかった。また、Alを添加した場合でもCrを増量すれば、SUS316以上の優れた耐FCCI特性を確保できる見通しが得られた。

口頭

原子力システム高効率化に向けた高耐食性スーパーODS鋼の開発,2; 強度特性とナノ・メゾ組織制御

古川智弘; 大塚智史; 井上賢紀; 奥田隆成*; 阿部冨士雄*; 大貫惣明*; 藤澤敏治*; 木村晃彦*

no journal, ,

計21鋼種のスーパーODS鋼候補材を対象に、高温引張試験,クリープ試験,高温低サイクル疲労試験及び衝撃試験を実施した。耐食性の向上に有効なAlを添加することで高温強度は低下するものの、熱間押出温度の低温化,W添加による固溶強化、さらには高温強度低下を誘発するY-Al複合酸化物の形成抑制効果を狙った活性金属元素の添加等が高温強度の改善・向上に有効であることがわかった。

口頭