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菱沼 章道; 高木 清一*; 安彦 兼次*
Physica Status Solidi (A), 189(1), p.69 - 78, 2002/01
被引用回数：13 パーセンタイル：55.67(Materials Science, Multidisciplinary)高クロム鉄基合金またはクロム基合金は、現在の代表的工業材料であるオーステナイト鋼やフェライト鋼に比べて優れた高温強度と耐食性を有し次世代の有力な先進材料の一つである。しかしながら、これらの材料は一般的に脆いという大きな欠点があり、その本質的な開発研究はこれまでほとんど行われてこなかった。しかし、最近この脆性が高純度化によって克服される可能性が示され、これらの合金の開発研究が本格的に開始されようとしている。また、原子力材料への応用でも、優れた低放射化性や熱伝導度などから注目されつつある。本レビュー報告書では、クロム基合金を中心に、その魅力ある特性を従来材と比較して概括する。同時に、耐熱合金、耐食材料、原子力材料への適用の可能性及び高純度化によるその脆性の克服に関する現状と今後の展望を概説する。
安彦 兼次; 高木 清一*; 加藤 章一; 永江 勇二; 青砥 紀身; not registered
JNC TN9400 2000-059, 43 Pages, 2000/05
JNC-TN9400-2000-059.pdf:2.08MB
本研究では、現状技術で製作可能な高純度鉄および高純度鉄基合金の材料諸特性を把握し、先進的高速炉の構造材料および機能性材料への適用見通しを得ることを目的とする。そこで、まず10kg程度の高純度鉄及び高純度鉄基合金を超高真空対応のコールドクルーシブル溶解炉を用いて溶製した。次に高速炉の特徴である高温ナトリウム環境と高純度鉄および高純度鉄基合金との共存性、常温および高温における引張特性について検討した。また、高純度鉄基合金の高速炉構造材料に特化された性質の一つである高温クリープ特性を調べるために550
におけるクリープ試験を行い、その特性を評価した。さらに、高純度鉄の基本的材料特性である熱膨張係数や比熱、電気比抵抗などを測定し、機械的特性等含めて高速炉構造材料への見通しを評価した。特性試験および評価より以下の結果が得られた。(1)超高真空対応のコールドクルーシブル溶解炉を用いて10kg程度の高純度鉄および高純度50%Cr-Fe合金を溶製することができた。(2)常温および高温における変形挙動を理解するために高純度50%Cr‐Fe合金の引張試験を行った。その結果、高純度50%Cr-Fe合金は高温においても高強度でかつ延性を有していることがわかった。(3)高純度50%Cr-Fe合金の物理的特性(熱膨張係数や比熱等)を測定した。高純度50%Cr-Fe合金の熱膨張係数はSUS304よりも小さく、高速炉構造材料として有望であることがわかった。(4)ナトリウム腐食試験の結果、普通純度鉄は重量減少を示したが、高純度鉄は重量増加を示した。また、普通純度鉄は粒界近傍に著しい腐食が生じていたが、高純度鉄は粒界にも腐食は生じていなかった。(5)高純度50%Cr-Fe合金の550でのクリープ試験を実施した。その結果、短時間側で高純度50%Cr-Fe合金のクリープ破断強さは改良9Cr-1Mo鋼よりも高強度であるが、長時間側では同程度の強度であった。一方、クリープ破断伸びおよび絞りは改良9Cr-1Mo鋼より若干低下した。
菱沼 章道; 磯崎 誠一*; 高木 清一*; 安彦 兼次*
Physica Status Solidi, 160(2), p.431 - 440, 1997/00
高クロム合金は、耐食性及び高温強度の面から魅力ある特性を有するが、
相の形成、相分離による脆化が大きいということでこれまで実用合金として考慮されることはなかった。しかし最近、これらの合金は、高純度化することによって延性化すること、しかも相の形成が大幅に遅れることなどの形究成果が報告され、実用材料として糸口が見えつつある。一方原子力材料の分野では、フェライト鋼がオーステナイト鋼に代わる次世代の有力な候補材料になっている。しかし、高クロム鉄基合は、これらのフェライト鋼に比べて、耐食性や高温強度特性で優れた特性を有しており、原子力材料として大きな魅力を備えている。本講演では、高クロム鉄基合金の原子力材料としての魅力をまとめ、今後の原子炉材料開発戦略に一石を投ずる。
渡辺 勝利; 近藤 達男; 小川 豊
Nuclear Technology, 66, p.630 - 638, 1984/00
被引用回数：5 パーセンタイル：51.32(Nuclear Science & Technology)オーステナイト系耐熱合金の高温における引張性質とクリープ性質に及ぼす中性子照射の効果を調べた。高温における延性の低下は合金中の硼素およびニッケルと熱中性子との核変換反応により生じるヘリウムに起因し、破壊モードは粒界破壊であることを特徴とする。最大熱中性子照射量を1.2
10
n/mとし、照射後の引張性質を700~1000
Cの間で調べた。また、クリープ試験は900Cにて行い、熱中性子照射量は6.610
、7.510n/mとした。引張延性は変形温度の上昇とともに減少するが、これは主として局所伸びの低下にもとづくものである。一方、照射後クリープ試験の結果では破断寿命の著しい減少がみられた。引張性質とクリープ性質の両者を総合すると、鉄基合金の方がニッケル基合金よりも優れ、特に、インコロイ800では照射に対してきわだって高い抵抗性を示した。
田村 則
Journal of Radioanalytical Chemistry, 36(1), p.29 - 33, 1977/01
ニッケル基,鉄基合金中のマンガンの定量に熱中性子による非破壊および破壊放射化分析法を応用した。破解法におけるマンガンの分離にはテノイルトリフルオロアセトン抽出法を用い、よい結果が得られた。
線スペクトロメトリーによる非破壊法のデータを破壊法ならびに他の方法で得られた値と比較検討した。
橋谷 博; 安達 武雄; 勝山 和夫
分析化学, 22(10), p.1368 - 1370, 1973/10
微量モリブデンの定量方法としては、チオシアン酸やジチオールを用いる抽出光度法が広く用いられているが、標記合金の分析では他元素の妨害があり、あらかじめモリブデンを分離しなければならない。ところでオキシンは多くの金属と錯塩を作るが、モリブデン錯塩は比較的低いpHからクロロホルムに抽出され、抽出された錯塩は酸性度の高い水溶液と振り混ぜても逆抽出されないという点に特異性がある。著者らはこれらに着目し、軽水炉被覆管ジルカロイ-2および多目的高温ガス炉の開発で模索されているニッケル基、鉄基耐熱合金中のモリブデンの簡単な分析方法を開発した。試料溶解後、モリブデン2~100
gを分取し、オキシンを加えたのち所定のpHからモリブデン錯塩をクロロホルムに抽出し、シュウ酸溶液で洗浄後380nmの吸光度を測定する。多量の鉄が存在する場合はアスコルビン酸存在下で抽出を行なう。分析の結果、これら合金中の不純物モリブデンは10ppm以下であった。
若井 栄一; 能登 裕之*; 柴山 環樹*; 岩元 洋介; 佐藤 紘一*; 矢野 祥弘*; 吉川 真矢*; 中川 祐貴*; 豊田 晃大; 鬼澤 高志
no journal, ,
本研究では、高エネルギービーム照射環境等で使用される機器の耐久性を高めるために、近年、研究が盛んに進められているハイエントロピー合金(HEA)に関して、Fe系とW系のFe基HEAとW基HEAの作製を試みた。また、本研究では、高強度化を目指すと共に、照射されても低放射化材料となる元素を選択するため、NiやCoは添加しないことにした。Fe基HEAでは、Fe-Mn-Cr-V-Al-C合金を溶解・鋳造後を行い、均質化熱処理(均質化熱処理(1150C, 2h)後に、室温にて3点曲げ試験を実施した。均質化熱処理によって3点曲げ試験では、延性の増加が確認され、超音波速度の計測から、弾性率が低下した。本材料を熱処理(800C, 10分後にWQ)後に、XRD測定をしたところ、BCC構造を持ち、ビッカース硬さは純Wを超える硬さを持つことが分かった。一方、W基HEA材(W-Fe-Si-V-Cr合金)の作製では、粉末を用いたアーク溶解法により試みたところ、ほぼ均質な結晶化した合金を作製できることが分かった。
