JPS62120463A - 耐粒界腐食性ステンレス鋼 - Google Patents
耐粒界腐食性ステンレス鋼Info
- Publication number
- JPS62120463A JPS62120463A JP25970785A JP25970785A JPS62120463A JP S62120463 A JPS62120463 A JP S62120463A JP 25970785 A JP25970785 A JP 25970785A JP 25970785 A JP25970785 A JP 25970785A JP S62120463 A JPS62120463 A JP S62120463A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- stainless steel
- intergranular corrosion
- resistance
- less
- steel
- 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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- Heat Treatment Of Steel (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］
本発明は高線量の中性子照射環境下においても応力腐食
割れ（ＳＣＣ＞感受性の低いオーステナイト系ステンレ
ス鋼に関する。
割れ（ＳＣＣ＞感受性の低いオーステナイト系ステンレ
ス鋼に関する。
［発明の技術的背頓とその問題点］
軽水炉の炉心部材例えば制御棒アブソーバチューブなど
は高温（〜３００℃）でしかも高線量の高速中性子照射
環境下で使用されている。ところがこのような環境下（
中性子照射量に換算して５×１０”０ｎ ／Ｃｍ２以上
）で長時間使用すると、ＳＣＣ感受性が増大することが
最近わかってきた。
は高温（〜３００℃）でしかも高線量の高速中性子照射
環境下で使用されている。ところがこのような環境下（
中性子照射量に換算して５×１０”０ｎ ／Ｃｍ２以上
）で長時間使用すると、ＳＣＣ感受性が増大することが
最近わかってきた。
この原因の一つとしてはステンレス鋼が中性子照射を受
けることによって溶質元素が結晶粒界に偏析することが
考えられている。それ故このＳＣＣ現象は従来考えられ
ていたようなＣｒ欠乏層によるＳＣＣ発生の現象とは異
なる現象であると考えられており、これを照射加速ＳＣ
Ｃ（ＩＡＳＣＣ）とよんでいる。このＩＡＳＣＣはステ
ンレス鋼が溶体化組織状態で発生しているのが特徴であ
り、従来よくみられた熱影響部に発生したＳＣＣと異な
り、製造上注意をして熱影響部を除去しても発生する可
能性がある。
けることによって溶質元素が結晶粒界に偏析することが
考えられている。それ故このＳＣＣ現象は従来考えられ
ていたようなＣｒ欠乏層によるＳＣＣ発生の現象とは異
なる現象であると考えられており、これを照射加速ＳＣ
Ｃ（ＩＡＳＣＣ）とよんでいる。このＩＡＳＣＣはステ
ンレス鋼が溶体化組織状態で発生しているのが特徴であ
り、従来よくみられた熱影響部に発生したＳＣＣと異な
り、製造上注意をして熱影響部を除去しても発生する可
能性がある。
［発明の目的］
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は
、高線量の中性子照射下においても応力腐食割れの生じ
ないオーステナイト系ステンレス鋼を提供することにあ
る。
、高線量の中性子照射下においても応力腐食割れの生じ
ないオーステナイト系ステンレス鋼を提供することにあ
る。
［発明の概要］
すなわち本発明は、元素組成が重量％でＣ０．（）１以
下、 Ｍｎ ２．００以下、 Ｐ０．００３以下、 ３
０．００２以下、 Ｓｉ ０．０１以下、 Ｃｒ １８
．００〜２０．００以下。
下、 Ｍｎ ２．００以下、 Ｐ０．００３以下、 ３
０．００２以下、 Ｓｉ ０．０１以下、 Ｃｒ １８
．００〜２０．００以下。
Ｎｉ９、ｏｏ〜１１．００．Ｎ ０．１０以下、残部Ｆ
ｅからなり、溶体化熱処理を１１００℃〜１３００℃で
行い、かつ結晶粒度がＡＳＴＭナンバー表示で８，５以
上であることを特徴とする照射環境下における耐粒界腐
食性の優れたステンレス鋼に関するものである。
ｅからなり、溶体化熱処理を１１００℃〜１３００℃で
行い、かつ結晶粒度がＡＳＴＭナンバー表示で８，５以
上であることを特徴とする照射環境下における耐粒界腐
食性の優れたステンレス鋼に関するものである。
本発明において元素組成を上記のように限定した理由を
次に述べる。
次に述べる。
Ｃ濃度は第５図に示すように１００〜５００ｐｐｍ付近
で高いＳＣＣ感度性を示すのでこの範囲を除けばよいが
、余り高くすると析出物を形成しやすくなって高温純水
による耐ＳＣＣ性が悪くなる。したがってＣは０．０１
％以下とする。ただしあまりＣ１１度を低くすると機械
強度が低下するので、機械強度を維持するためにＮを加
える。Ｎは第６図に示すようにＳＣＣ感受性に対するＮ
添加量依存性は顕著でｔよない。したがってＮを（）、
１０％まで加えることが可能でおり、これによって機械
強度の低下を補うことができる。
で高いＳＣＣ感度性を示すのでこの範囲を除けばよいが
、余り高くすると析出物を形成しやすくなって高温純水
による耐ＳＣＣ性が悪くなる。したがってＣは０．０１
％以下とする。ただしあまりＣ１１度を低くすると機械
強度が低下するので、機械強度を維持するためにＮを加
える。Ｎは第６図に示すようにＳＣＣ感受性に対するＮ
添加量依存性は顕著でｔよない。したがってＮを（）、
１０％まで加えることが可能でおり、これによって機械
強度の低下を補うことができる。
Ｐは粒界偏析すると機械強度を低下させるので、ＰＩ度
は低い程よいが、現在の精練技術からいって０．００３
％が限度であるので、これ以下どする。
は低い程よいが、現在の精練技術からいって０．００３
％が限度であるので、これ以下どする。
ＳもＰ同様低い方がよい。これも精練技術の点から０．
００２％以下とする。
００２％以下とする。
Ｓ；濃度は低い程耐ＳＣＣ性がよくなるが、無添加にす
ると他の諸機械特性の点で好ましくないので、両特性を
勘案してｏ、 ｏｉ％までとする。
ると他の諸機械特性の点で好ましくないので、両特性を
勘案してｏ、 ｏｉ％までとする。
Ｃｒ、ＮｉおよびＭｎ濃度はＪＩＳ規格５ＵＳ３０４オ
ーステ大イト系ステンレス鋼として設定された濃度であ
る。
ーステ大イト系ステンレス鋼として設定された濃度であ
る。
すなわち本発明の元素組成は、オーステナイト系ステン
レス鋼のＣ，Ｐ、ＳおよびＳｉ瀧度を低減させたもので
あり、これによってこれらの元素の粒界偏析を減少させ
、ＩＡＳＣＣ発生を抑制する。
レス鋼のＣ，Ｐ、ＳおよびＳｉ瀧度を低減させたもので
あり、これによってこれらの元素の粒界偏析を減少させ
、ＩＡＳＣＣ発生を抑制する。
また本発明において溶体加熱処理温度を１１０（）〜１
３００℃としたのは、溶質元素を充分均一に固溶させる
ためであり、ざらに結晶粒度を８．５以上としたのは、
このように細粒化することによって全粒界の長さを長く
させ、それによって粒界単位長さ当りのｃ、ｓ＋ 、ｐ
、ｓの偏析量を減少させるためである。本発明のステン
レス鋼はこれらによって耐ＳＣＣ性をざらに相乗的に向
上させることができる。
３００℃としたのは、溶質元素を充分均一に固溶させる
ためであり、ざらに結晶粒度を８．５以上としたのは、
このように細粒化することによって全粒界の長さを長く
させ、それによって粒界単位長さ当りのｃ、ｓ＋ 、ｐ
、ｓの偏析量を減少させるためである。本発明のステン
レス鋼はこれらによって耐ＳＣＣ性をざらに相乗的に向
上させることができる。
し発明の実施例］
本発明の詳細な説明する。
下記の表に示す元素組成を有する本発明のステンレス鋼
（Ａ＞を製し、同じく表に示すＪＩＳ規格５ｔＪＳ３０
４鋼（Ｂ）と耐ＩＡＳＣＣ性を比較した。（溶体化熱処
理温度はいずれも１１５０℃である。） なお、参考のため、ＪＩＳ規格５ＵＳ３０４の仕様値を
付記する。
（Ａ＞を製し、同じく表に示すＪＩＳ規格５ｔＪＳ３０
４鋼（Ｂ）と耐ＩＡＳＣＣ性を比較した。（溶体化熱処
理温度はいずれも１１５０℃である。） なお、参考のため、ＪＩＳ規格５ＵＳ３０４の仕様値を
付記する。
（以下 余白）
「
【
上記したように本発明鋼（Ａ＞は５ｔＪＳ３０４鋼（Ｂ
）に比べ、ｃ、ｐ、ｓｉ 、ｓ濃度を下げ、Ｍｎ、Ｎ濃
度を増加している。
）に比べ、ｃ、ｐ、ｓｉ 、ｓ濃度を下げ、Ｍｎ、Ｎ濃
度を増加している。
耐ＩＡＳＣＣ性はコリオ法によって試験した。
コリオ法は粒界に偏析した元素とマトリックスとの間で
電位差を生じ、その結果電気化学反応により粒界が腐食
される現象を測定するもので、５ＮのＨＮＯ３と０．４
７ＮのＣ，６＋の沸１１ｑ混合溶液に試験材を浸漬し、
粒界腐食深さを測定することによって行なう。この粒界
腐食深さによって材料のＳＣＣ感受性が評価できる。
電位差を生じ、その結果電気化学反応により粒界が腐食
される現象を測定するもので、５ＮのＨＮＯ３と０．４
７ＮのＣ，６＋の沸１１ｑ混合溶液に試験材を浸漬し、
粒界腐食深さを測定することによって行なう。この粒界
腐食深さによって材料のＳＣＣ感受性が評価できる。
試験結果を第１図に示す。
第１図から明らかなように本発明鋼（Ａ＞はＪＩＳ規格
５ＵＳ３０４Ｉｉｌ（Ｂ）に比べ粒界腐食性が低いこと
がわかる。
５ＵＳ３０４Ｉｉｌ（Ｂ）に比べ粒界腐食性が低いこと
がわかる。
次に上記組成の本発明鋼について結晶粒度と粒界腐食深
さとの関係を試験した結果を第２図に示す。第２図に示
されるように、腐食深さは結晶粒度に依存しており、細
粒になるほど腐食深さは小さくなる。粒度が８．５以上
になると腐食深さは１０μｍ以下となる。１０μｍは検
出限界と考えられる数値であるので、結晶粒度を８．５
以上とすれば満足できる結果が得られる。
さとの関係を試験した結果を第２図に示す。第２図に示
されるように、腐食深さは結晶粒度に依存しており、細
粒になるほど腐食深さは小さくなる。粒度が８．５以上
になると腐食深さは１０μｍ以下となる。１０μｍは検
出限界と考えられる数値であるので、結晶粒度を８．５
以上とすれば満足できる結果が得られる。
溶体化熱処理温度と粒界腐食深さとの関係は第３図に示
す通りである。第３図から明らかなように、熱処理温度
が高くなるにしたがって腐食深さは小さくなっている。
す通りである。第３図から明らかなように、熱処理温度
が高くなるにしたがって腐食深さは小さくなっている。
上記したように腐食深さの限界を１０μｍとすると、１
１００℃以上の場合に満足すべき結果が得られることが
わかる。但し１３００℃以上ではフェライトが生成され
、安定なオーステナイト相が得られにくいので上限は１
３００℃とする。
１００℃以上の場合に満足すべき結果が得られることが
わかる。但し１３００℃以上ではフェライトが生成され
、安定なオーステナイト相が得られにくいので上限は１
３００℃とする。
以上の］ジオ法による粒界腐食試験は非照射下における
試験であるか、］リジオ法４Ｔより測定した粒界腐食深
さと中性子照射環境上の粒界腐食割れとの間には密接な
関係かあり、］リオ法による測定によって中性子照射環
境下での１．ｉ５カ腐食割れ（、二対する効果を判定す
ることができる３、これを次に示す。
試験であるか、］リジオ法４Ｔより測定した粒界腐食深
さと中性子照射環境上の粒界腐食割れとの間には密接な
関係かあり、］リオ法による測定によって中性子照射環
境下での１．ｉ５カ腐食割れ（、二対する効果を判定す
ることができる３、これを次に示す。
第４図は同一鋼種Ｃ材およびＤ材のＴ１すＡ法による粒
界腐食割れテスト・の結果を示すものである。
界腐食割れテスト・の結果を示すものである。
Ｄ材はｐ、ｓｉの添加量がＣ材に比べ１術小さいもので
ある。この場合、第４図に示すように粒界腐食割れ深さ
はＤ祠の方が小さい。このＣ，Ｄ材を原子か中で照射す
ると、Ｃは燃焼度８０００Ｍ Ｗ Ｄ／Ｔで破損したが
、Ｄはその約２倍の１７０００ ＭＷＤ／Ｔで健全であ
った。′ＴＪ−なわち非照射においてコリオ法による粒
界深ざの小さいもの程、中性子照射環境下で健全に使用
できる期間が長いことがわかる。
ある。この場合、第４図に示すように粒界腐食割れ深さ
はＤ祠の方が小さい。このＣ，Ｄ材を原子か中で照射す
ると、Ｃは燃焼度８０００Ｍ Ｗ Ｄ／Ｔで破損したが
、Ｄはその約２倍の１７０００ ＭＷＤ／Ｔで健全であ
った。′ＴＪ−なわち非照射においてコリオ法による粒
界深ざの小さいもの程、中性子照射環境下で健全に使用
できる期間が長いことがわかる。
し発明の効果］
本発明のステンレス鋼は中性子照射トでの耐粒界腐食性
がすぐれており、したがって高線量の中性子照射環境下
で使用される原子炉炉心材料として適している。
がすぐれており、したがって高線量の中性子照射環境下
で使用される原子炉炉心材料として適している。
第１図は本発明の一実施例であるステンレス鋼と従来の
ＪＩＳ規格５ＵＳ３０４鋼との粒界腐食割れ試験の結果
を示す図、第２図は結晶粒度と粒界腐食割れ深さの関係
を示す図、第３図は溶体化熱処理温度と粒界腐食割れ深
さの関係を示す図、第４図は照射環境下と非照射環境下
との相関性をみる試験において、非照射環境下に同一鋼
種でＰおよびＳｉＭが相違する２種の材料について粒界
腐食割れ試験をした結果を示す図、第５図はステンレス
鋼にあけるＣａ度とＳＣＣ感受性の関係を示す図、第６
図はＮ濃度とＳＣＣ感受性の関係を示す図である。 Ａ・・・本発明ステンレス鋼 Ｂ・・・ＪＩＳ規格５ＵＳ３０４鋼 代理人 弁理士 則 近 憲 佑 同 三俣弘文 浸１１引場匡「） 第１図 ４ｔＡａｊｌ＋ＡＳＴＭ Ｎｏ、） 第２図 漫三責真Ｎ？Ｊ（ｈｒ） 第３図 第４図 ０１度（ｐｐｍ） 第５図 第６図
ＪＩＳ規格５ＵＳ３０４鋼との粒界腐食割れ試験の結果
を示す図、第２図は結晶粒度と粒界腐食割れ深さの関係
を示す図、第３図は溶体化熱処理温度と粒界腐食割れ深
さの関係を示す図、第４図は照射環境下と非照射環境下
との相関性をみる試験において、非照射環境下に同一鋼
種でＰおよびＳｉＭが相違する２種の材料について粒界
腐食割れ試験をした結果を示す図、第５図はステンレス
鋼にあけるＣａ度とＳＣＣ感受性の関係を示す図、第６
図はＮ濃度とＳＣＣ感受性の関係を示す図である。 Ａ・・・本発明ステンレス鋼 Ｂ・・・ＪＩＳ規格５ＵＳ３０４鋼 代理人 弁理士 則 近 憲 佑 同 三俣弘文 浸１１引場匡「） 第１図 ４ｔＡａｊｌ＋ＡＳＴＭ Ｎｏ、） 第２図 漫三責真Ｎ？Ｊ（ｈｒ） 第３図 第４図 ０１度（ｐｐｍ） 第５図 第６図
Claims (1)
- （１）元素組成が重量％でＣ０．０１以下、Ｍｎ２．０
０以下、Ｐ０．００３以下、Ｓ０．００２以下、Ｓｉ０
．０１以下、Ｃｒ１８．００〜２０．００以下、Ｎｉ９
．００〜１１．００、Ｎ０．１０以下、残部Ｆｅからな
り、溶体化熱処理を１１００℃〜１３００℃で行い、か
つ結晶粒度がＡＳＴＭナンバー表示で８，５以上である
ことを特徴とする耐粒界腐食性ステンレス鋼。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25970785A JPS62120463A (ja) | 1985-11-21 | 1985-11-21 | 耐粒界腐食性ステンレス鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25970785A JPS62120463A (ja) | 1985-11-21 | 1985-11-21 | 耐粒界腐食性ステンレス鋼 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62120463A true JPS62120463A (ja) | 1987-06-01 |
Family
ID=17337817
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25970785A Pending JPS62120463A (ja) | 1985-11-21 | 1985-11-21 | 耐粒界腐食性ステンレス鋼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62120463A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63303038A (ja) * | 1987-04-20 | 1988-12-09 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | 応力腐食割れに対する抵抗性の増大した軽水炉の炉心 |
| JPH0225515A (ja) * | 1988-06-13 | 1990-01-29 | General Electric Co <Ge> | オーステナイト系ステンレス鋼において放射線照射がもたらす応力腐食割れを防止するための処理法 |
| JPH0285341A (ja) * | 1988-09-19 | 1990-03-26 | Agency Of Ind Science & Technol | イオン放出速度の小さい耐食ステンレス鋼 |
| US5949838A (en) * | 1992-12-18 | 1999-09-07 | Electric Power Research Institute, Inc. | Manufacture of materials and workpieces for components in nuclear plant applications |
| US6132525A (en) * | 1992-12-18 | 2000-10-17 | Electric Power Research Institute, Inc. | Manufacturing of materials and workpieces for components in nuclear plant applications |
| JP2007177259A (ja) * | 2005-12-27 | 2007-07-12 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 原子力用オーステナイト系ステンレス鋼およびその製造方法 |
| JP2014034694A (ja) * | 2012-08-08 | 2014-02-24 | Nippon Yakin Kogyo Co Ltd | ディーゼルエンジンｅｇｒクーラ用オーステナイト系ステンレス鋼およびディーゼルエンジン用ｅｇｒクーラ |
-
1985
- 1985-11-21 JP JP25970785A patent/JPS62120463A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63303038A (ja) * | 1987-04-20 | 1988-12-09 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | 応力腐食割れに対する抵抗性の増大した軽水炉の炉心 |
| JPH0225515A (ja) * | 1988-06-13 | 1990-01-29 | General Electric Co <Ge> | オーステナイト系ステンレス鋼において放射線照射がもたらす応力腐食割れを防止するための処理法 |
| JPH0285341A (ja) * | 1988-09-19 | 1990-03-26 | Agency Of Ind Science & Technol | イオン放出速度の小さい耐食ステンレス鋼 |
| US5949838A (en) * | 1992-12-18 | 1999-09-07 | Electric Power Research Institute, Inc. | Manufacture of materials and workpieces for components in nuclear plant applications |
| US6132525A (en) * | 1992-12-18 | 2000-10-17 | Electric Power Research Institute, Inc. | Manufacturing of materials and workpieces for components in nuclear plant applications |
| JP2007177259A (ja) * | 2005-12-27 | 2007-07-12 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 原子力用オーステナイト系ステンレス鋼およびその製造方法 |
| JP2014034694A (ja) * | 2012-08-08 | 2014-02-24 | Nippon Yakin Kogyo Co Ltd | ディーゼルエンジンｅｇｒクーラ用オーステナイト系ステンレス鋼およびディーゼルエンジン用ｅｇｒクーラ |
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