| 研究概要 |
軽水炉炉内構造材料であるオーステナイトステンレス鋼では中性子照射下において粒界およびその近傍においてCrやNiの偏析が起こることが知られている。このような局部的な化学組成の変化によって表面腐食が起こり、その局部腐食により粒界き裂発生につながり、ひいては応力腐食割れを引き起こす可能性がある。しかし粒界近傍での非常に狭い領域での粒界偏析は粒子線照射下でしか発生しないために、その腐食の挙動への影響については十分明かにはされていなかった。本研究では、加速器による水素イオンビーム照射を用いて、SUS304に照射照射温度をパラメータとして変えて照射することで、粒界において偏析量・偏析幅の異なる試料を作製した。本研究ではイオン照射した微小試験片に電気化学的再活性化法を適用し、はじき出し損傷による照射誘起偏析が原因と考えられている照射誘起応力腐食割れへの腐食挙動変化の影響を調べる試験手法を開発することを目的として行った。
水素イオン照射したSUS304ステンレス鋼の腐食挙動をEPR法とTEMによる微細組織観察法を用いて、300,400,500℃で0.1,0.5および1dpa照射した試料について行った。その結果は以下のようにまとめられる。
1.EPR法を用いたステンレス鋼の腐食挙動の評価のために、3mm直径の微小円板試料を用いる方法の有効性が確認された。
2.300および400℃で照射した試験片ではEPR法で表面にピットが観察された。0.1dpa照射で粒界に照射誘起偏析が起こったが、粒界腐食は観察されなかった。この条件で照射では粒界の腐食抵抗は保持されていると考えられる。
3.500℃照射では粒界に腐食溝が観察されたが表面ピットは観察されなかった。腐食溝の幅と深さは照射量の増加とともに増大した。こらから高温照射で照射誘起偏析は増加する一方、照射欠陥は回復するためにピットの原因となる粒内の化学的活性度は低下したものと考えられる。
4.以上の結果を元に粒界の腐食特性と照射誘起偏析および微細組織発達の関係について検討した。
以上のことより、加速器による水素イオン照射とEPR試験法を組み合わせることで、中性子照射したオーステナイトステンレス鋼の腐食の挙動を評価するために有効な研究手法が開発されたと結論付けられた。
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