高エネルギー粒子線照射環境に適応した機能性鉄鋼材料開発研究

1998 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09045042
• Research Institution: HOKKAIDO UNIVERSITY
• Principal Investigator: 高橋 平七郎 北海道大学, エネルギー先端工学研究センター, 教授 (80001337)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 万 発栄 北京科技大学物性系, 教授 ; 胡 本芙 北京科技大学材料系, 教授 ; 木下 博嗣 北海道大学, 大学院・工学研究科, 助手 (40177895) ; 柴山 環樹 北海道大学, エネルギー先端工学研究センター, 助手 (10241564)
• Keywords: 高Mn鋼 / 低放射化 / 核融合炉 / 電子線照射 / 耐照射損傷 / He効果 / 機械的性質 / ボイドスエリング

Research Abstract

1. Fe-Cr-Mn(W,V)合金を527-723Kで10dpaまで電子線照射した結果、(a)ボイドスエリング挙動は溶接熱影響部での耐照射特性は625K照射では優れた特性を示した。しかし,さらに高温度で照射した場合は微細なボイドが核形成し,ボイド抑制効果が顕著でなかった。
2. 同合金を10dpaまで照射した後の結晶粒界におけるCr,Niの偏析は,W,Vの添加しないFe-Cr-Mn合金と比較し,その偏析量は少ないがNiの濃化とCrの枯渇が認められた。
3. Fe-(13-16)Cr-(6.5-24.5)Mn-(0.02-0.2)C-0.2N-(0.3-0.5)Si合金について,熱処理及び電子線照射した結果,次のことが明らかになった。(a)低Mn含有のマンガン合金鋼の単一γ相はCr,C,N濃度を制御することによって得られることが明らかにされた。(b)本研究で開発された,15-16wt%Cr-15.5wt%Mn-(0.02-0.2)wt%C-0.2wt%N合金は,高強度で高い伸びを示す良好な機械的性質を有することが確認された。
(c)ボイド核形成はCrとCの濃度が増大すると抑制され,Fe-16wtCr-15.5wt%Mn-0.2wt%C-0.2N合金鋼では照射温度473-673Kで完全にボイド核形成が抑制された。

Research Products

• [Publications] 高橋平七郎: "Void formation and microstructural development in oxide dispersion strengthened ferritic steels during electron-irradiation" Journal Nuclear Materials. 258/263. 1264-1268 (1998)
• [Publications] 坂口紀史: "Effect of Additional Minor Element on Radiation-Induced Segregation in Austenitic Stanless Steel." Proc.of The 1998 Inter.Symp.on Advanced Energy Tech.639-642 (1998)
• [Publications] 斉藤 順: "Mechanical properties and damage behavior of non-magnetic high manganese austenitic steels." Journal Nuclear Materials. 258/263. 1644-1650 (1998)
• [Publications] 胡本芙: "Damage Behavior in an electron/helium dual irradiated Fe-Cr-Mn(W,V)alloy of Oxide Dispersion Strengthened" Journal Nuclear Materials. 258/263. 1708-1712 (1998)
• [Publications] 胡本芙: "Irradiation Damage of oxide Dispersion Strengthened Ferritic Steel after Recrystallizatioin" Jouranl of University of Science & Technology Beijing. 5. 160-164 (1998)