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福田 匡*; 阿佐部 和孝*; 池田 浩之*; 山本 祐義*; 松本 一夫*; 福本 博志*; 森本 福男*
PNC TJ9009 96-002, 172 Pages, 1995/10
酸化物分散強化型(ODS)フェライト鋼は耐スエリング性と高温強度に優れることから、大型高速実証炉を対象とした長寿命燃料被覆管材料として注目されている。ODSフェライト鋼の被覆管への適用性を評価するために、本年度は、昨年度に引き続き再結晶組織の導入による強度異方性及び延性・靱性の改善を目的とした検討を実施した。昨年度は、13Cr-3W-0.4Ti-0.25Y2O3(過剰酸素量;0.10wt%)を基本組成とした結果、繰り返し再結晶が不十分でであった。そこで本年度は再結晶がより容易と考えられる成分系13Cr-3W-0.4Ti-0.25Y2O3(過剰酸素量;0.07wt%)を基本組成として選定し、繰り返し再結晶により最終的に再結晶組織を有する被覆管製造条件の検討を行い結果を得た。
西口 勝*; 阿佐部 和孝*; 福本 博志*; 竹本 直樹*; 久保 敏彦*; 平石 信茂*; 河村 伸夫*
PNC TJ9009 92-002, 128 Pages, 1992/08
動力炉・核燃料開発事業団では、高速実証炉用の燃料被覆管として、既に開発を終えた改良すS316鋼よりも強度及び耐スエリング性に優れた被覆管の開発が行われている。金属材料技術研究所は、燃料被覆管についての高温強度特性の的確な把握による設計基準の高度化を行う同事業団高温強度評価ワーキンググループに参加し、内圧クリープ試験の一部を分担している。本研究は、第13次、14次、16次及び18次試験に引き続いて、開発中の改良オーステナイト鋼の昭和62年度試作被覆管2種類(62AS材、62AK材)について、600度C、650度C、700度C及び750度Cにおける内圧クリープ破断特性を調べること、及び同被覆管2種類について700度Cにおける内圧クリープ試験によってクリープ変形データを取得することを目的として行ったものである。62AS材、62AK材の内圧クリープ破断強度を比較すると、62AK材の方がやや高い強度を示した。62AS材は、昭和60年度試作被覆管(60AS材)に比較して短時間側でやや高い強度を示したが、長時間側ではほぼ同等の強度を示した。62AK材は昭和60年度試作被覆管(60AK2材)とほぼ同程度の強度を示した。62AS材及び62AK材について700度C・フープ応力70MPaで断続内圧クリープ試験を行い、クリープ変形データを取得した。62AK材の方が62AS材よりも大きなふくれ率を示した。なお、62年度試作材は60年度試作材と化学成分は同等であるが固溶化熱処理条件と冷間加工率を調整した材料であり太径薄肉の被覆管となっている。
西口 勝*; 阿佐部 和孝*; 福本 博志*; 竹本 直樹*; 久保 敏彦*; 平石 信茂*; 河村 伸夫*
PNC TJ9009 91-004, 149 Pages, 1991/08
動力炉・核燃料開発事業団では、高速実証炉用の燃料被覆管として、既に開発を終えた改良すS316鋼よりも強度及び耐スエリング性に優れた被覆管の開発が行われている。金属材料技術研究所は、燃料被覆管についての高温強度特性の的確な把握による設計基準の高度化を行う同事業団高温強度評価ワーキンググループに参加し、内圧クリープ試験の一部を分担している。本研究は、第13次、14次、16次及び18次試験に引き続いて、開発中の改良オーステナイト鋼の昭和62年度試作被覆管2種類(62AS材、62AK材)について、600度C、650度C、700度C及び750度Cにおける内圧クリープ破断特性を調べること、及び同被覆管2種類について700度Cにおける内圧クリープ試験によってクリープ変形データを取得することを目的として行ったものである。62AS材、62AK材の内圧クリープ破断強度を比較すると、62AK材の方がやや高い強度を示した。62AS材は、昭和60年度試作被覆管(60AS材)に比較して短時間側でやや高い強度を示したが、長時間側ではほぼ同等の強度を示した。62AK材は昭和60年度試作被覆管(60AK2材)とほぼ同程度の強度を示した。62AS材及び62AK材について700度C・フープ応力70MPaで断続内圧クリープ試験を行い、クリープ変形データを取得した。62AK材の方が62AS材よりも大きなふくれ率を示した。なお、62年度試作材は60年度試作材と化学成分は同等であるが固溶化熱処理条件と冷間加工率を調整した材料であり太径薄肉の被覆管となっている。
関 正之
PNC TJ8009 91-001, 81 Pages, 1991/06
大型高速実証炉長寿命燃料集合体のラッパ管には、スエリングの小さい高強度高クロムフェライト系耐熱鋼が用いられる可能性がある。しかし、高強度高クロムフェライト系耐熱鋼はオーステナイト系ステンレス鋼に較べて溶接が難しく、ラッパ管として実用化するには溶接施工法の確立が必要である。初年度(平成元年)の研究では三種類の溶接法(TIG、電子ビーム溶接、レーザー溶接)の比較を行い、電子ビーム溶接法が溶接ビード形状、溶接欠陥、引張性質、曲げ性質、衝撃性質、クリープ破断強度などで最適であることを見いだした。前年度は電子ビーム溶接法により、ラッパ管とラッパ管と同材質の模擬エントランスノズルとを円周溶接するための溶接条件の検討、溶接後の割れ防止のための後熱処理条件の検討を実施した。本年度は、前年度に検討した後熱処理条件(真空熱処理炉)行われたものと同等の硬さ、組織を目標に電子ビーム法による局部焼鈍処理法を検討し、最終的にはラッパ管とエントランスノズルを電子ビーム溶接した供試材を用い、電子ビーム法による局部焼鈍条件を見い出した。
関 正之
PNC TJ8009 90-001, 118 Pages, 1990/06
高速実証炉の長寿命燃料集合体のラッパ管にはスエリングの小さい高強度クロムフェライト系の耐熱鋼が用いられる可能性が高い。しかし,この鋼材はオーステナイト系ステンレス鋼に比べ溶接が困難である。平成元年に三種類の溶接法(TIG溶接,電子ビーム溶接,レーザ溶接)を比較した。その結果,電子ビーム溶接法がビード形状,溶接欠陥,引張強度,曲げ強度,耐衝撃性,クリープ破断強度などの点で最適であった。本年度は電子ビーム法により,ラッパ管と模擬エントランスノズルとの溶接条件,溶接後の割れ防止のための後熱処理条件などを検討した。
寺西 洋志*; 平野 奨*; 大沢 敏幸*; 松田 勝彦*; 菜本 亘*; 佐々木 静雄*
PNC TJ9009 89-001, 89 Pages, 1989/05
前回の評価で良好な性能を得た大型高速実証炉長寿命燃料集合体用ラッパ管の適正成分系0.1C-11Cr-0.4Mo-2W-0.2V-0.05Nb-0.5NをベースにB添加の影響を検討した。選定した成分の板材にて目標の機械的性質(引張強度、靱性)を満足する熱処理条件を定め、その結果に基づきラッパ管を試作し評価をおひなった。本研究で得られた結果を以下に要約する。(1)B無添加鋼と20ppm添加鋼では引張性質、硬度の機械的性質には殆ど相違が認められない。Bにより若干衝撃性質は劣化することが分かった。(2)目標機械的性質のなかで問題となる650
引張強度(
B(650)
40kgf/mm2,0.2(650)30kgf/mm2)を満足させる熱処理条件を決定した。1050焼ならし焼もどし温度は725以下の温度とする必要がある。焼ならし焼もどし温度は750でも目標強度は満足させることは可能である。(3)靱性目標値(焼ならし・焼もどし熱処理まま:DBTT
20、600
5年使用相当:DBTT150)は1050、1100で焼ならししたものは焼ならしまま
750焼もどしのいずれの場合でも満足する。1200、1300で焼ならししたものは750焼もどしを施しても満足しない。(4)板材で選定した成分(0.1C-11Cr-0.4Mo-2W-0.2V-0.05Nb-0.5N)と熱処理条件(1050焼ならし・700焼もどし)にてラッパ管の製作を行い、品質・性能の評価をした。
寺西 洋志*; 安楽 俊朗*; 前田 禎一*
PNC TJ9009 88-008, 80 Pages, 1988/07
燃料の長寿命化を図る上で、FCCIの低減対策の確立が急務となっている。低FCCI化のため、経済性にすぐれた実用的なコーティング材およびコーティング方法の開発が必要である。 本研究では、化学的気相蒸着法とライニング法によりCr、V、Nb、Ti、Zrの単独又は複合のコーティングを実施した。 その結果をまとめると、以下のとおりである。 (1) 化学的気相蒸着法によりCr、Vをコーティングする方法は、コーティング温度が1000以上であり、316ステンレス鋼の最終製品には適用できない。 (2) 同法を途中工程で適用し、Cr、Vをコーティングしたものは、最表面層に生成するカーバイド層が熱延や冷延により剥離や脱落するために、適用は困難である。 (3) 同法でCr、VをコーティングしてTiやZr板とステンレス鋼とのインサート材とする方法も、最表面のカーバイド層の割れと表面近傍部の組成が鉄を主体(6070%Fe-3040%V、Cr)となっているために、TiやZr-Feとの共晶が9501100で生じ、融解する。 (4) Nb板をライニングする方法は、単独でステンレス鋼および12%Cr鋼にライニングすることも、Tiとステンレス鋼とのインサート材とすることも可能である。TiとNbとは固溶体をなし、FeのTiへの移行も防止できるので、共晶の恐れもNbを適正な厚さに確保すれば抑制できる。 (5) Nb板をライニング材とする問題点は、Fe-Nbの界面にNbCカーバイド層が生成(熱延や熱処理により)して、冷間圧延や熱間圧延によりマイクロクラックが生ずることである。 このためには、Fe/Ni/Nbなどの炭素移行を防止する対策が必要である。
住友金属工業*
PNC TJ209 73-01, 42 Pages, 1973/10
高速実験炉「常陽」用燃料被覆管について高温強度を検討した。本試験は動力炉核燃料開発事業団の委託により実施したものである。供試材の鋼種はSUS32、寸法は外径6.3mm、肉厚0.35mmであり、A社およびB社の製品である。試験項目は高温引張試験、内圧クリープ破断試験、試験後の金相試験で、得られた結果は次の通りである。高温引張試験はA材およびB材について600750
Cで実施した。強度、伸びとも仕様を満足している。内圧クリープ破断試験はA材およびB材について650Cでそれぞれ3000h程度までの試験を実施した。650CではA材の方が強度が高めであり、破断伸びはB材の方が高めである。
not registered
PNC TJ209 72-02T, 39 Pages, 1972/04
None
not registered
PNC TJ209 72-02, 42 Pages, 1972/04
PNC-TJ209-72-02.pdf:3.24MBPNC-TJ209-72-02T.pdf:2.23MB
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