| 研究概要 |
次世代核燃料再処理施設用の新開発N6-S%W合金の高性能・高信頼な溶接/接合技術を開発することを目的として,Nb-5%W合金の溶融溶接性を評価するとともに,直接接合およびTaインサート材を用いた高耐食Nb-5%W合金とステンレス鋼SUS304ULCの異材爆発接合性を評価した.
Nb-5%W合金のTIG溶接部では,HAZにおいて50HV程度の硬さ低下が生じたため,TIG溶接継手の引張強さは母材より約156MPa低い300MPa程度にとどまった.一方,Nb-5%W合金に電子ビーム溶接を適用することによりHAZ軟化は抑制され,強度低下を改善することができた.しかしながら,電子ビーム溶接継手の靱性を評価したところ,上部および下部棚エネルギーは母材よりかなり低く,延性脆性遷移温度も約70K上昇することが明らかとなった.
Nb-5%W/SUS304ULCの異材接合に爆発接合を適用した.Nb-5%W/SUS304ULC爆発接合界面には爆発接合特有の波状起伏が観察されたが,接合界面における硬化はほとんど生じず,界面生成相(Fe-Nb金属間化合物)の生成もごく軽微にとどまった.一方,Taをインサート材としたNb-5%W/Ta/SUS304ULC爆発接合では,Nb-5%W/Ta接合界面において渦状組織が観察され,両母材が強制混合された固溶体が生成したが,硬化の程度はわずかであった.Nb-5%W/SUS304ULC, Nb-5%W/TaおよびTa/SUS304ULC爆発接合継手に対しせん断試験を行ったところ,Nb-5%WおよびTa母材で破断し母材と同程度の強度を得られたことから,爆発接合により信頼性の高いNb-5%W/SUS304ULC異材継手が得られることが明らかとなった.
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