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論文

Investigation of segregation during oxidation of Ni-Cu alloy by ${{it in situ}}$ photoelectron spectroscopy

土井 教史*; 西山 佳孝*; 吉越 章隆; 寺岡 有殿

Surface and Interface Analysis, 48(7), p.685 - 688, 2016/07

https://doi.org/10.1002/sia.6001
 被引用回数：5 パーセンタイル：9.24(Chemistry, Physical)

Ni基合金は、強度および優れた酸化耐性から広く使われている。特に、Cuを混ぜることによって著しくメタルダスティング耐性を改善する。メタルダスティング環境中の合金表面にCuが偏析することが示されているが、詳細は未だ不明である。高温酸化環境下におけるNi-2Cu合金の振る舞いをその場X線光電子分光を使って調べた。酸化中Ni-2Cu表面にCuが偏析することを確認した。Cu偏析がメタルダスティング耐性を改善することを提唱する。

論文

Ni基合金切欠き材のき裂発生,伝播特性におよぼす一定応力保持時間効果

菊地 賢司; 横堀 寿光*; 二川 正敏; 武藤 康; 横堀 武夫*

日本材料強度学会誌, 21(2), p.69 - 86, 1986/00

高温ガス炉に使用されるハステロイ-XRの1073Kにおける高温クリープ・疲労重畳特性を、応力上昇時間と応力保持時間を系統的に変化させて求めた。その結果次の結論を得た。1/Ti特性は、Trによらず高温疲労の場合にほぼ一定値を示したことより、き裂発生は負荷荷重の積分面積に律速される時間依存性機構に従う。さらにこのとき、高温クリープ・疲労条件における応力繰り返し時間はクリープ損傷に対する休止効果としての意味を持つ。1/Tp特性は、Tr≧6sの高温疲労では一定値を示し、時間依存型であったが、Tr=1sでは繰り返し数依存型になっており、かつ保持時間の増加に伴い、クループと疲労の相互作用があることを示した。ここに、Tr:応力上昇時間、Ti:き裂発生時間、Tp:き裂伝播時間である。

報告書

Effects of Thermal Neutron Irradiation on Ductility of Austenitic Heat Resisting Alloys for HTR Application

渡辺 勝利; 近藤 達男; 小川 豊

JAERI-M 83-117, 14 Pages, 1983/07

JAERI-M-83-117.pdf:0.66MB

B含有量の異なる2種のハステロイXの高温照射脆化に及ぼす照射温度、試験温度、熱中性子照射量および核変換反応にもとづくHe生成の影響について検討を加えた。この場合、He生成に関しては、$$^{1}$$$$^{0}$$B(n,$$alpha$$)$$^{7}$$Li反応に加えて、比較的近年になって発見された$$^{5}$$$$^{8}$$Ni(n,$$gamma$$)$$^{5}$$$$^{9}$$Ni(n,$$gamma$$)$$^{5}$$$$^{6}$$Fe2段反応にも着目して脆化との関係を考察した。また、Ni基合金の外にFe基合金も加えた両合金群のHe脆化に対する感受性についても比較検討を行った。これらの結果から、延性の低下は照射温度、試験温度および熱中性子照射量の増加により促進されることが明らかとなった。また、破断伸びに対する熱中性子照射量依存性の外挿結果から900$$^{circ}$$Cおよび1000$$^{circ}$$Cにおけるしきい照射量および高照射量域における延性値を推定した。一方、材料中のNi含有量と照射脆化との関連性から高温ガス炉の制御棒用部材にはFe基合金の方がNi基合金よりも優れていることが判った。

論文

Void swelling in electron irradiated Hastelloy-X

菱沼 章道; 片野 吉男; 白石 健介

Journal of Nuclear Science and Technology, 15(4), p.288 - 295, 1978/04

https://doi.org/10.3327/jnst.15.288
 被引用回数：6

ハステロイ-Xを超高圧電子顕微鏡を使って、400~600$$^{circ}$$Cの温度範囲でおよそ40dpaまで電子線照射して、そのスウェリング挙動を調べた。ハステロイ-Xのスウェリングはすべての温度で同じ照射量の316-ステンレス鋼に比べて小さく、それはボイドの大きさが小さいためである。その原因はボイドが生成するまでの照射時間(潜伏時間)が長いこと、および転位の上昇運動が遅いためである。潜伏時間はボイドの生成核の安定度に依存する。すなわちハステロイ-Xでは316-ステンレス鋼に観られるような溶質原子のボイド生成核の表面への偏析による安定化が起こらないための転位密度が充分大きくなるまでボイドの生長が起こらない。ボイドの安定度はまた空孔の過飽和度の小さい温度領域でボイドの数密度に強く影響をおよぼし、高温(600$$^{circ}$$C)での非常に小さいスウェリングの原因となる。

口頭

Ni基合金の初期酸化挙動に及ぼす添加元素の影響,1

土井 教史*; 西山 佳孝*; 寺岡 有殿; 吉越 章隆

no journal, , 

Niを主成分とする合金材料は優れた耐酸化性と高温強度によって化学プラント用構造材料として広く用いられている。酸化性の環境ではCr, Mo, Cuなどを添加することで耐酸化性を向上させている。これら耐酸化性元素の効果の詳細な機構は十分に理解されているとはいえない。各添加元素の耐酸化性への効果、機能を詳細に検討するため、特に酸化挙動初期の表面状態に注目しFe基材料と比較しながら検討した。NiおよびNi-Cu(2重量%Cu)合金を用い、鏡面研磨の後、SPring-8 BL23SUに設置された表面反応分析装置に導入し、Arスパッタ後、1$$times$$10$$^{-7}$$Pa以下の高真空およびP$$_{O2}$$=5$$times$$10$$^{-4}$$Paの環境で650度Cに加熱しながら、両者の表面状態をその場分析した。1$$times$$10$$^{-7}$$Pa以下の真空中で加熱した後、酸素導入したNi-Cu合金表面のNi2p$$_{3/2}$$スペクトル、および、Cu2p$$_{3/2}$$スペクトル、さらに5$$times$$10$$^{-4}$$Paで酸素導入しながら加熱した際の両試料表面からのXPSスペクトルを比較すると、両試料の組成、環境に応じたNi, Cuの酸化挙動の差異が見られた。

口頭

Corrosion behavior of Ni-based alloy in molten FLiNaK salt as a fundamental research on molten salt reactors

小笠原 亨重*; 関口 裕真*; 寺井 隆幸*; 河村 弘*; 土谷 邦彦; 渡邊 崇*

no journal, , 

次世代の新型原子炉の一つに溶融塩炉が提案されている。液体燃料を用いることで炉構造の簡素化や燃料成型プロセスの省略、オンサイトでの燃料塩再処理などを可能とするが、まだ基礎研究段階にある。本研究では、炉材料候補のNi基合金のフッ化物溶融塩(FLiNaK)に対する耐食性を評価した。腐食試験は、Ni基合金としてInconel 600相当合金を試料とし、He + 1% H$$_{2}$$の還元性雰囲気で650$$^{circ}$$Cにて100$$sim$$500時間とした。試験終了後、試料表面の塩を洗浄し、試料断面部を研磨した後、XRD, XPS及びSEM/EDXによる表面分析を行った。この結果、XPS分析の結果、試料表面の化合物には酸素が含まれていることが分かった。また、XRD分析の結果、試料表面の化合物はLiCrO$$_{2}$$であり、腐食による金属の格子定数の減少が観測された。さらに、SEM/EDX分析により、表面から数十$$mu$$mの領域に空孔が観測され、Crの溶解及びNiの再結晶に起因する空孔付近の高Ni濃度を有する領域も観測された。これらの分析結果により、FLiNaKに対するNi基合金の腐食特性を考察した。

口頭

PWR一次冷却水環境の照射下での水素注入効果の評価,7; ステンレス鋼とNi基合金のECPの比較

内田 俊介; 端 邦樹; 塙 悟史; 知見 康弘

no journal, , 

鉄系の合金であるステンレス鋼とNi基合金では、高温水中でのアノード分極特性が異なり、同じ水化学環境でも異なる腐食電位(ECP)を示す。Fe$$^{2+}$$とNi$$^{2+}$$の溶解度に及ぼす温度とpHの影響を解析し、放射線分解生成種、H$$_{2}$$O$$_{2}$$, O$$_{2}$$およびH$$_{2}$$がECPに及ぼす影響の差異を検討した。この結果、PWRの1次冷却系では、Ni基合金はステンレス鋼より若干低い値を取り、pH依存性も若干異なることを示した。シリーズ(6)で求めたラジオリシス評価結果に基づいて、PWR炉心部、その周辺部および蒸気発生器(SG)部でのECPを解析し、1次冷却系主要箇所での水素注入のECPへの影響を評価した。

特許

鋼材

広田 憲亮; 橘 幸男

竹田 貴代子*; 正木 康浩*

特願 2020-182368  公開特許公報

【課題】ISプロセスを実施する環境下においても優れた耐食性を発揮し、かつ良好な加工性および強度を有する鋼材を提供する。 【解決手段】化学組成が、質量%で、C:0.05~0.10%、SI:0.10~0.50%、AL:3.0~6.0%、MN:0.30~1.50%、P:0.05%以下、S:0.02%以下、N:0.01%以下、NI:25.0~40.0%、CR:17.0~25.0%、B:0.0015~0.0080%、TI:0.15~0.60%、残部:FEおよび不純物である、鋼材。

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