JPS6017058A - 高照射領域内機器用合金 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の技術分野］ 本発明け、例えば制御棒、炉内計装管等の炉内機器や核
燵料再処理設備の機器などのように高照射領域で用いら
れる部材に適した、耐粒界応力掲食割れ性の高い合金Ｃ
：ｌ−間する。

［発明の技術的背景とその問題点］ 制御棒、炉内計装管等の炉内機器の構成材料Ｃはオース
テナイト系ステンレス鋼が用いられているが、これらの
機器は高温純水という環境５二おかれるうえに、他の原
子炉内機器（−比べて比較的高い中性子照射を受けるた
め、該ステンレス鋼が粒界応力腐食割れ（ＩＣ８ＣＣ）
を起１ことがある。

例えば制御棒のアブソーバチューブＣ［従来オーステナ
イト３０４系ステンレス鋼が用いられてきた。第１図お
よび第２図Ｃ制御棒の断面図およびその拡大図を示す。

アブソーバ−デユープ２内には炭化ホウ素（Ｂ４Ｃ）３
が封入されており、このＢ４Ｃが原子炉燃料より発生す
る中性子を吸収する働きをする。

とのＢ４Ｃけ一般に粉末でアブソーバ−チューブ２に充
填されるが、中性子照射を受けるとスウェリングと呼ば
れる体積増加と核変換によるへりつムガスの生成があり
、アブソーバ−チューブ２は変形および内圧を受ける。

一方、アブツーバーチューブ２の外面は原子炉水ｆ二接
しており、しがも３　Ｘ　１０″ｂ これらのことから、チューブは腐食割れの起りゃすい条
件にさらされることになる。

一般にＩ　ＧＳ　ＣＣの主たる材料側の因子は、溶接な
どの熱サイクルを受けたこよによる粒界炭化物の形成と
、それｌ二伴う粒界近傍におけるクロム欠乏層の形成、
すなわち溶接鋭敏化であるが、鋭敏化が全く起ってい身
い溶体化オーステナイト系ステンレス鋼においても、照
射を受けた場合には未照射材料に比べて高い粒界腐食感
受性および粒界応力腐食割れ感受性を有することがある
。

照射による材料への影響としては、 ■　照射によって引起される照射誘起偏析によす、８ｉ
およびＰ等が偏析し、粒界の劇食件を低下させる。

■　照射による合金元素の拡散促進の結果、相変態、月
俸的には鋭敏化が促進する。

等が考えられるが、このうち■け特に高速炉のような高
照射の場合に問題が大きい。

［発明の目的］ 本発明の目的柑゛、このような高照射領域で使用しうる
耐粒界応力腐食割れ性のすぐれたオーステナイト系ステ
ンレス鋼を提供するととにある。

［発明の概要］ 木兄ＢＡにオーステツーイト３０４系ステンレス鋼にお
いて、　Ｓｉを０．０３％以下およびＰをＱ、　００５
％以下とし、かつ結晶粒を粒度番号７以上Ｃ：細粒化す
ることによって、上記高照射領域における問題点を解決
したものであって、すなわち本発明ｕ、ｕｆｆｉチでＣ
０，０８％以下、　Ｎｉ　８−１１’％、　Ｃｒ　１８
〜２０％。

Ｍｎ　２．００％以下、８０．０３％以下、　ｓｒ　０
．０３％以下。

Ｐｏ、００５％以下および残部Ｆｅがら成り、がっ結晶
粒が粒度番号７以上に細粒化されていることを特徴とす
る高照射領域内機器用合金に係わるものである。

本発明においては、８ｉを０．０３％以下、Ｐを０００
５％以下にすることによってｓ　ＳｒおよびＰの絶対量
が減少し、偏析しても粒界でのこれらの濃度はわずかと
なるので、前述の照射による粒界割れ促進機構の一つを
抑制することができる。

ＳｉおよびＰの含有率の限定は、６価クロムを含む５規
定の沸騰硝酸溶液中でステンレス鋼の粒界腐食試験を行
ない、ステンレス鋼中の８１およびＰの成分覇４と粒界
割れ感受性との関係をプロットして（ＷＪ３図および第
４図）、それぞれ上記範囲内ｇ二おいて該感受性が極め
て低くなることを確認して行なった。第３図および１ｇ
４図１二おいて破線より左が本発明の８１およびＰの成
分系・の範囲である。

また本発明においては、結晶粒度番号が７以上となるよ
うＣユ結晶粒を細粒化することｌユより粒界割れ感受性
を著るしく低下させることができる。

この試験も前述の試験と同様、６価クロムを含む５規定
の硝酸溶液中で行なった。試験の結果、粒度番号と粒界
割れ感受性との関係をプロットして第５図を作成し、粒
度番号の範囲を決定した。第５図に示すように、粒度番
号７以上の範囲、すなわち図中破線より左の範囲で該感
受性が著るしく低下している。

［発明の実施例］ 本発明の一実施例を説明する。

重量比でＣ００１８％、　Ｍｎ　１．２３％、　Ｐ　Ｏ
，００２％。

８０．００３％、　ｓｉＯ，０２％、　Ｎｉ　９．４４
％、　Ｃｒ　１８．５８％および残部Ｆｅなる化学組成
を有し、結晶粒度番号８の合金をＶＯＤプロセス （Ｖａｃｕｕｍ　Ｏｘｙｇｅｎ　Ｄｅｃａｒｂｕｒｉｚ
ａｔｌｏｎ　）　Ｃよって製造した。この合金を用いて
制御棒のアプンーバーチューン゛を尉別目なしで製造し
た。該チューブは１０１０℃以上の固溶化熱処理を行な
い、酸洗またはこれに準する処理を実施して製する。

［発明の効果］ 本発明はオーステナイト系ステンレス鋼において％　８
＋およびＰの含有量を上記した一定値以下（ユを 抑え、さらに結晶粒板一定値以下の粒度Ｃ：細粒化する
ことによって、高照射領域において応力腐食割れの生じ
難いものとしたものである。したかって本発明の合金は
、制御棒、炉内計装管のように中性子の高照射を受けか
つ高温純水という厳しい環境下に使用される炉内機器や
、あるいけ高濃度硝酸環境下に１１１用される核燃料再
処理設備機器の構成材料と１〜て特１″−適しており、
これらの機器の信頼性を飛闘的に向上させることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は制御棒の横断面図、第２図は第１図の拡大図、
第３図はステンレス銅中０８１の含有・量と粒界割れ感
受性との関係を示すグラフ、第４図はステンレス銅中の
Ｐの含冶鼠と粒界割れ感受性との関係を示すグラフ、第
５図はステンレス鋼Ｍ晶粒の粒ｍ牝号と粒界割れ感受性
との関係を示すグラフである。 ｌ・・・シース　２・・・アブソーバーチュ〒プ３・・
・炭化ホウ素　４・・・タイロッド代理人　弁理士　猪
　股　祥　晃（ほか１名）第　１　図 第　２　図 ）−二躯交Ｐ１東〆轢−中

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）重量比でｃｍ、０８％以下、　Ｎｉ　８〜１１％
   、　Ｃｒ１８〜２０　％　、　Ｍｎ　２．００％以下、
   ｓｏ、ｏａｓ以下、８ｉ０．０３％以下、　Ｐ　Ｏ，０
   ０５％以下および残部Ｆｅよりなり、かつ結晶粒の粒度
   番号が７以上であることを特徴とする高照射領域内機器
   用合金０ （２）重１°比でＣＯ，０１８％　、　Ｎｉ　９．４４
   　％　、Ｏｒ　１８．５８％　、　Ｍｎ　１．２３％、
   　Ｓ　（１，００３’％、５ｉＯ１０２％。 ＰＱ、００２％および残部Ｆｅよりなり、結晶粒の粒度
   番号が８である特許請求の範囲第１項記載の尚照射領域
   内機器用合金。 （８）高照射領域内機器が制御棒のアブソーバ−チュー
   ブである特許請求の範囲第１項記載の高照射領域内機器
   用合金。