| 研究実績の概要 |
既存軽水炉構造材料の開発研究は、高信頼性と高安全性を有するオーステナイトステンレス鋼や低合金鋼などの鉄鋼材料を中心に行われてきたが、近年になって、特異な材料特性を有するハイエントロピー合金（HEA）を原子炉構造材料へ応用するための基礎研究が活発化してきた。照射下におけるFCC型構造材料中には、フランク型転位ループや積層欠陥四面体（SFT）といった積層欠陥型の照射欠陥が形成することで、材料の照射硬化や照射脆化を引き起こす。これらの照射欠陥と積層欠陥エネルギー（SFE）には密接な関係性があると考えられる。本研究では、MnおよびNiの濃度を変えたFeCrNiMn系FCC型HEAのSFEを実験的に算出した後、電子線照射実験によって耐照射性評価を試みた。
アーク溶解によって作製したFeCrNixMny (x = 1, 1.3, 1.5, y = 1, 1.3, 1.5) 合金に対して均質化熱処理(1160℃, 24h)、冷間圧延（圧延率90%）、再結晶化熱処理（1000℃, 4h）を施した。続いて、公称ひずみε = 5%まで引張試験を行った試料に対し、透過型電子顕微鏡（TEM）を用いて<111>方向から拡張転位の幅を精確に測定し、SFEを算出した。また、再結晶化熱処理後の試料に対して電子線照射実験を行い、TEM観察により照射前後の微細組織変化を評価した。
FeCrNiMn系HEAのSFEを実験的に求めた結果、SFEはNiおよびMn濃度の増加に伴って増大することが明らかになった。また、400℃におけるFeCrNiMn系HEAの照射損傷挙動を調査した結果、NiおよびMn濃度の増加に伴い、照射欠陥の形成が抑制された。これらの結果は、HEAの耐照射性がSFEの制御により向上させられることを示唆している。
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