2010 Fiscal Year Annual Research Report
ナノ粒子制御による低放射化バナジウム合金の高温長寿命化
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22360392
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| Research Institution | National Institute for Fusion Science |
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Principal Investigator |
室賀 健夫 核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 教授 (60174322)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
長坂 琢也 核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 准教授 (40311203)
菱沼 良光 核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 助教 (00322529)
近藤 正聡 核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 助教 (70435519)
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| Keywords | バナジウム合金 / ナノ粒子分散 / 高温クリープ / 耐食性 |
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| Research Abstract |
核融合炉構造材候補材として有望視されている低放射化バナジウム合金の高温特性をさらに向上させ、使用温度の高温化を図るため、V-4Cr-4Ti共通合金について、1100～1200℃、1時間の析出固溶熱処理の後、冷間加工し、600～700℃で再熱処理を行い、ナノ析出による転位の安定化を施した試料を作製した。合金から試験片を切り出し、高温腐食試験装置による液体金属腐食特性、表面改質を明らかにした。また、微小試験用精密引張試験機を整備し、高温引張り特性、クリープ変形特性試験をおこなった。その結果、高密度析出分散により、硬度、高温引っ張り強度、高応力での熱クリープ強度は上昇することが分かった。しかし、低応力でのクリープ変形抑制効果は無く、効果は限定的であることが明らかになった。レビテーション溶解により、Cr富化V-7Cr-4Ti合金の2kgインゴットを作製し、切り出し、冷間加工ののち熱処理を行ない、試験片を作製した。測定の結果、Cr富化による硬度の上昇を確認した。ボールミリングとHIPにより、V-Cr-TiにY,Si等を加え、ナノ粒子分散合金製作を行うための製作法の確立を目指した少量製作を開始した。酸素コンタミネーションを抑制した一様製粉混合が可能であることが分かった。Y添加による酸素効果の抑制の機構を明らかにするために、レビテーション溶解を用いて、Yと酸素の添加量を変えた合金を作成し、硬度変化を求めた。その結果、Y添加材では、酸素を添加しても硬度の上昇が抑制されることが分かり、Y添加による、酸素誘起硬化・脆化を抑制できることが明らかになった。Y添加は、低酸素材では軟化を起こすが、高温強度の低下は6%程度であると評価された。
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