JPS6075543A - 高照射領域内機器用合金 - Google Patents
高照射領域内機器用合金Info
- Publication number
- JPS6075543A JPS6075543A JP58183068A JP18306883A JPS6075543A JP S6075543 A JPS6075543 A JP S6075543A JP 58183068 A JP58183068 A JP 58183068A JP 18306883 A JP18306883 A JP 18306883A JP S6075543 A JPS6075543 A JP S6075543A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- alloy
- less
- high irradiation
- grain size
- equipment
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
Landscapes
- Heat Treatment Of Nonferrous Metals Or Alloys (AREA)
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。
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〕
本発明は、例えば制御棒、炉内計装管等の炉内機器、核
燃料再処理設備の機器などのよう４；高照射領域で用い
られる部材（二適した、耐粒界応力腐食割れ性の優れた
合金（＝関する。
燃料再処理設備の機器などのよう４；高照射領域で用い
られる部材（二適した、耐粒界応力腐食割れ性の優れた
合金（＝関する。
制御棒、炉内計装管等の炉内機器の構成材料（二はオー
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におかれるうえ、他の原子
炉内機器（＝比べて比較的高い中性子照射を受けている
。
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におかれるうえ、他の原子
炉内機器（＝比べて比較的高い中性子照射を受けている
。
例えば制御棒のアブソーバ−チューブ（二は従来オース
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（二制御棒の断面図およびその拡大図を
示す。アブソーバ−チューブ２内４；は炭化ホウ素（Ｂ
４Ｃ）３が封入されておシ、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。このアブソー
バチューブ２を十字減（二装置した制御棒を燃料領域に
挿入することによシ原子炉の出力を制御する。
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（二制御棒の断面図およびその拡大図を
示す。アブソーバ−チューブ２内４；は炭化ホウ素（Ｂ
４Ｃ）３が封入されておシ、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。このアブソー
バチューブ２を十字減（二装置した制御棒を燃料領域に
挿入することによシ原子炉の出力を制御する。
このＢ４Ｃは一般（：粉末で７ブソーバーチューブ２Ｃ
二充填されるが、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ヘリウムガスの生成が
ｓｂ、アブソーバ−チューブ２は変形および内圧を受け
る。一方、アブソーバ−チューブ２の外面は原子炉水に
接してお９、しかも３ ＸＩＯ” ｎβ程度の高速中性
子線量を受ける。これらのことから、チューブは腐食割
れの起シやすい条件（＝さらされることζ二なる。
二充填されるが、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ヘリウムガスの生成が
ｓｂ、アブソーバ−チューブ２は変形および内圧を受け
る。一方、アブソーバ−チューブ２の外面は原子炉水に
接してお９、しかも３ ＸＩＯ” ｎβ程度の高速中性
子線量を受ける。これらのことから、チューブは腐食割
れの起シやすい条件（＝さらされることζ二なる。
一般（二高温純水中でオーステナイト系ステンレス鋼は
粒界応力腐食割れ（ＩＧＳＣＣ）を起こすことがあり、
ＩＧＳＣＣの王たる材料側の因子は、溶接などの熱サイ
クルを受けたことＣ：よる粒界炭化物のなから、鋭敏化
が全く起っていない溶体化オース射材料（ニルべて高い
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
という報告がある。
粒界応力腐食割れ（ＩＧＳＣＣ）を起こすことがあり、
ＩＧＳＣＣの王たる材料側の因子は、溶接などの熱サイ
クルを受けたことＣ：よる粒界炭化物のなから、鋭敏化
が全く起っていない溶体化オース射材料（ニルべて高い
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
という報告がある。
照射（−よる材料への影響としては、
■ 照射（二よって引起される照射誘起偏析（＝よシ、
不純物元素であるＳｌおよびＰが粒界へ偏析し、粒界の
耐食性が劣化する。
不純物元素であるＳｌおよびＰが粒界へ偏析し、粒界の
耐食性が劣化する。
■ 照射口よって、不純物元素であるＢの核変換Ｃ二よ
るヘリウム（Ｈｅ）の生成またはＨｅの粒界集合による
粒界強度の低下が生ずる。
るヘリウム（Ｈｅ）の生成またはＨｅの粒界集合による
粒界強度の低下が生ずる。
■ 照射（二よる合金元素の拡散促進の結果、相変態の
促進、具体的（二は鋭敏化が促進する。
促進、具体的（二は鋭敏化が促進する。
等が考えられる。このうち■は特（二高速炉のような高
照射の場合（二問題が大きい。
照射の場合（二問題が大きい。
本発明の目的は、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材料としてのニッケル基合金を提供
すること偏ある。
食割れ性のすぐれた材料としてのニッケル基合金を提供
すること偏ある。
本発明は、上記高照射：；よる材料側の因子が特（＝不
純物元素の影響を受けること（二着目してなされたもの
であって、インコネル６００系のニッケル基合金４：お
いて、Ｓｌを０．１チ以下、Ｐをｏ、ｏｏｓ チ以下お
よびＢをｏ、ｏｏｉ％以下とし、かつ結晶粒を粒度番号
９以上（二線粒化すること（二よって、上記高照射領域
（二おける問題点を解決したものである。
純物元素の影響を受けること（二着目してなされたもの
であって、インコネル６００系のニッケル基合金４：お
いて、Ｓｌを０．１チ以下、Ｐをｏ、ｏｏｓ チ以下お
よびＢをｏ、ｏｏｉ％以下とし、かつ結晶粒を粒度番号
９以上（二線粒化すること（二よって、上記高照射領域
（二おける問題点を解決したものである。
すなわち本発明は、重量比で炭素（Ｃ） ０．１５％以
下、鉄（Ｆｅ） ６．００〜１０．００ ％、クロＡ
（Ｃｒ） １４．００〜１７．００優、−ｒ７ガ７ （
Ｍｎ） １．００ ％以下、イオウ（Ｓ） ０．０１５
−以下、銅（Ｃｕ） ０．５０ ％以下、ケイ素（Ｓｔ
） ０．１％以下、すｙ （Ｐ） ０．００８％以下、
ホウ素（Ｂ） ０．００１ ’１６以下および残部ニッ
ケル（Ｎｉ ）よりなシ、かつ結晶粒が粒度番号９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（二係わるものである。
下、鉄（Ｆｅ） ６．００〜１０．００ ％、クロＡ
（Ｃｒ） １４．００〜１７．００優、−ｒ７ガ７ （
Ｍｎ） １．００ ％以下、イオウ（Ｓ） ０．０１５
−以下、銅（Ｃｕ） ０．５０ ％以下、ケイ素（Ｓｔ
） ０．１％以下、すｙ （Ｐ） ０．００８％以下、
ホウ素（Ｂ） ０．００１ ’１６以下および残部ニッ
ケル（Ｎｉ ）よりなシ、かつ結晶粒が粒度番号９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（二係わるものである。
本発明Ｃ二おいては、Ｓｌを０．１％以下、Ｐを０．０
０８チ以下およびＢをｏ、ｏ ｏ ｉ％以下Ｃ二するこ
とによって、ｓｔ、ｐおよびＢの絶対量を減少させ、そ
れＣ：よって万−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（；よる粒界割れ促進機構
の一つを抑制することができる。
０８チ以下およびＢをｏ、ｏ ｏ ｉ％以下Ｃ二するこ
とによって、ｓｔ、ｐおよびＢの絶対量を減少させ、そ
れＣ：よって万−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（；よる粒界割れ促進機構
の一つを抑制することができる。
ｓｔ、ｐおよびＢ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ニッケル基合金の粒界腐食試
験を行ない１合金中のｓｉ、ｐおよびＢの成分量と粒界
割れ感受性との関係をプロットしく第３〜５図参照）、
それぞれ上記成分比範囲内で該感受性が極めて低くなる
ことを確認して行なった。図から明らかなように、Ｓｌ
を０．１ ％以下、Ｐ ｆ：０．００８ Ｚ ＪＭ下、
Ｂ ヲ０．００１ ％ 以下（二：ｒ ｙ ） ｃｔ
−ルすることによｐ、耐粒界割れ性が著しく向上してい
る（第３〜５図においてそれぞれ破線よシ左が本発明の
範囲である。）。
５規定の沸騰硝酸溶液中でニッケル基合金の粒界腐食試
験を行ない１合金中のｓｉ、ｐおよびＢの成分量と粒界
割れ感受性との関係をプロットしく第３〜５図参照）、
それぞれ上記成分比範囲内で該感受性が極めて低くなる
ことを確認して行なった。図から明らかなように、Ｓｌ
を０．１ ％以下、Ｐ ｆ：０．００８ Ｚ ＪＭ下、
Ｂ ヲ０．００１ ％ 以下（二：ｒ ｙ ） ｃｔ
−ルすることによｐ、耐粒界割れ性が著しく向上してい
る（第３〜５図においてそれぞれ破線よシ左が本発明の
範囲である。）。
次（２以上の化学成分比で製造された合金は、結晶粒度
番号が９以上の数値をとるよう（二線粒化することによ
ル、粒界割れ感受性を著しく低下しうる。すなわち、細
粒化すること（；よル粒界面積は増大し、粒界不純物濃
度は減少する。例えば粒界面積が２倍（＝なれば、粒界
不純物濃度は％となる。
番号が９以上の数値をとるよう（二線粒化することによ
ル、粒界割れ感受性を著しく低下しうる。すなわち、細
粒化すること（；よル粒界面積は増大し、粒界不純物濃
度は減少する。例えば粒界面積が２倍（＝なれば、粒界
不純物濃度は％となる。
この結晶粒度Ｃ；関する試験も、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６図を作成し、粒度番号の範囲を決定した。第６図
（二示すよう（二、粒度番号９以上１：おいて該感受性
が著しく低下している（図中破線より左が本発明の範囲
でちる。）。
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６図を作成し、粒度番号の範囲を決定した。第６図
（二示すよう（二、粒度番号９以上１：おいて該感受性
が著しく低下している（図中破線より左が本発明の範囲
でちる。）。
本発明の一実施例を説明する。
重量比でＣＯ，００２５％、Ｆｅ ６．９７ ％、Ｃｒ
１６．８５ ’１６、Ｍｎ ０．１５ ％、Ｓ Ｏ，
００１’％、Ｃｕ Ｏ，０１’１６、ＳＬ ０．０１５
％、Ｐ ０．００２俤、Ｂ Ｏ，０００１％およびＮ
ｉ ７５．４０チなる化学組成を有し、結晶粒度番号９
の合金をＡＯＤプロセス（Ａｒｇｏｎ Ｏｘｙｇｅｎ
Ｄａａａｒｂｕｒｉｚａｔｉｏｎ ） ｌ二よって製造
した。この合金を用いて制御棒のアブソーバ−チューブ
を継目なしで製造した。該チューブは９８０℃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。
１６．８５ ’１６、Ｍｎ ０．１５ ％、Ｓ Ｏ，
００１’％、Ｃｕ Ｏ，０１’１６、ＳＬ ０．０１５
％、Ｐ ０．００２俤、Ｂ Ｏ，０００１％およびＮ
ｉ ７５．４０チなる化学組成を有し、結晶粒度番号９
の合金をＡＯＤプロセス（Ａｒｇｏｎ Ｏｘｙｇｅｎ
Ｄａａａｒｂｕｒｉｚａｔｉｏｎ ） ｌ二よって製造
した。この合金を用いて制御棒のアブソーバ−チューブ
を継目なしで製造した。該チューブは９８０℃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。
本発明はインコネル系ダニッケル合金（；おいて、ｓｔ
、ｐおよびＢの含有量を上記した一定値以下（二抑え、
さら（＝結晶粒を粒度番号９以上の数値のもの（二細粒
化することによって、中性子の高照射領域内（−おいて
応力腐食割れの生じ難いものとしたものである。したが
って本発明の合金は、制御棒。
、ｐおよびＢの含有量を上記した一定値以下（二抑え、
さら（＝結晶粒を粒度番号９以上の数値のもの（二細粒
化することによって、中性子の高照射領域内（−おいて
応力腐食割れの生じ難いものとしたものである。したが
って本発明の合金は、制御棒。
炉内計装管のよう（＝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も；使用される炉内機器や、ある
いは高濃度硝酸環境下ζ二使用される核燃料再処理設備
機器等の構成材料として特（＝適してお９、これらの機
器の信頼性を飛躍的（二向上させ、機器の長寿命化に大
幅に寄与することができる。
水という厳しい環境下も；使用される炉内機器や、ある
いは高濃度硝酸環境下ζ二使用される核燃料再処理設備
機器等の構成材料として特（＝適してお９、これらの機
器の信頼性を飛躍的（二向上させ、機器の長寿命化に大
幅に寄与することができる。
第１図は制御棒の機断面図、第２図は第１図の拡大図、
第３〜５図はインコネル６００系ニッケル合金中のＳｉ
、ＰおよびＢの各含有量と粒界割れ感受性との関係を示
すグラフ、第６図は結晶粒の粒度番号と粒界割れ感受性
との関係を示すグラフである。
第３〜５図はインコネル６００系ニッケル合金中のＳｉ
、ＰおよびＢの各含有量と粒界割れ感受性との関係を示
すグラフ、第６図は結晶粒の粒度番号と粒界割れ感受性
との関係を示すグラフである。
Claims (3)
- （１）重量比でＣＯ，１５％以下、Ｆｅ ６．００〜１
７．００％、Ｏｒ １４．００〜１７．００ ％、Ｍｎ
１．００ ％以下、Ｓ Ｏ，０１５％１５％以下ｕ
Ｏ，５０’１６以下、Ｓｔ Ｏ，１％以下、ｐ ｏ、ｏ
ｏｓ＊以下、Ｂ Ｏ，００１％以下、および残部Ｎｌよ
フなシ、かつ結晶粒の粒度番号が９以上でおることを特
徴とする高照射領域内機器用合金。 - （２）重量比でＣＯ，００２５％、Ｆｅ ６．９７ ％
、Ｏｒ ］、６．８５チ、Ｍｎ ０．１５％、Ｓ Ｏ，
００１％、Ｃｕ Ｏ，０１％、ＳｔＯ，０１５％、Ｐ
０．００２ Ｓ 、Ｂ Ｏ，０００１％ オヨびＮｉ７
５．４０俤よりなシ、結晶粒の粒度番号が９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。 - （３）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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58183068A JPS6075543A (ja) | 1983-10-03 | 1983-10-03 | 高照射領域内機器用合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58183068A JPS6075543A (ja) | 1983-10-03 | 1983-10-03 | 高照射領域内機器用合金 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6075543A true JPS6075543A (ja) | 1985-04-27 |
Family
ID=16129181
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58183068A Pending JPS6075543A (ja) | 1983-10-03 | 1983-10-03 | 高照射領域内機器用合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6075543A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4877465A (en) * | 1986-03-18 | 1989-10-31 | Electicite De France (Service National) | Structural parts of austenitic nickel-chromium-iron alloy |
| JPH03115904U (ja) * | 1990-02-28 | 1991-12-02 | ||
| JP4683712B2 (ja) * | 2000-12-06 | 2011-05-18 | 日本冶金工業株式会社 | 熱間加工性に優れたＮｉ基合金 |
-
1983
- 1983-10-03 JP JP58183068A patent/JPS6075543A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4877465A (en) * | 1986-03-18 | 1989-10-31 | Electicite De France (Service National) | Structural parts of austenitic nickel-chromium-iron alloy |
| JPH03115904U (ja) * | 1990-02-28 | 1991-12-02 | ||
| JP4683712B2 (ja) * | 2000-12-06 | 2011-05-18 | 日本冶金工業株式会社 | 熱間加工性に優れたＮｉ基合金 |
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