JPH0368741A - オーステナイト鉄基合金 - Google Patents
オーステナイト鉄基合金Info
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- JPH0368741A JPH0368741A JP20123389A JP20123389A JPH0368741A JP H0368741 A JPH0368741 A JP H0368741A JP 20123389 A JP20123389 A JP 20123389A JP 20123389 A JP20123389 A JP 20123389A JP H0368741 A JPH0368741 A JP H0368741A
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Landscapes
- Treatment Of Steel In Its Molten State (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。
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Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は、オーステナイト系の鉄基合金に係り。
特に、原子炉炉内機器に好適な耐食性のすぐれた高純度
のオーステナイト鉄基合金に関する。
のオーステナイト鉄基合金に関する。
［従来の技術〕
オーステナイト系ステンレス鋼製制御棒、炉内計装管等
の原子炉炉内機器は、高温純水という環境に置かれるう
えに、他の原子炉構成材料に比べて比較的高い中性子照
射を受けている。
の原子炉炉内機器は、高温純水という環境に置かれるう
えに、他の原子炉構成材料に比べて比較的高い中性子照
射を受けている。
一方、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）を起こすことがある。
粒界応力腐食割れ（ＩＧＳＣＣ）を起こすことがある。
ＩＧＳＣＣの主たる材料側の因子は、溶接などの熱サイ
クルによる粒界炭化物の形成とそれに伴う粒界近傍にお
けるクロム欠乏層の形成、すなわち、溶接鋭敏化である
。しかしながら、鋭敏化が全く起こっていない溶体化オ
ーステナイト系ステレンス鋼においても、照射を受けた
場合、未照射材に比べて高い粒界腐食割れ感受性を示す
という報告も出されている。
クルによる粒界炭化物の形成とそれに伴う粒界近傍にお
けるクロム欠乏層の形成、すなわち、溶接鋭敏化である
。しかしながら、鋭敏化が全く起こっていない溶体化オ
ーステナイト系ステレンス鋼においても、照射を受けた
場合、未照射材に比べて高い粒界腐食割れ感受性を示す
という報告も出されている。
照射による材料への影響は、（１）照射によって引き起
こされる照射誘起偏析により、 Ｓｉ （ケイ素）及び
Ｐ（リン）等が偏析し粒界の耐食性が低下する、（２）
照射による合金元素の拡散促進の結果引き起こされる相
変態化の促進、具体的には粒界炭化物の形成とそれに伴
うクロム欠乏層が形成される、すなわち、鋭敏化が促進
される等が考えられる。
こされる照射誘起偏析により、 Ｓｉ （ケイ素）及び
Ｐ（リン）等が偏析し粒界の耐食性が低下する、（２）
照射による合金元素の拡散促進の結果引き起こされる相
変態化の促進、具体的には粒界炭化物の形成とそれに伴
うクロム欠乏層が形成される、すなわち、鋭敏化が促進
される等が考えられる。
高純度オーステナイト系ステンレス鋼は、上記因子が特
に不純物元素の影響を受けることに着目し、不純物元素
量を限定することにより高照射を受けた場合でも耐粒界
腐食割れ性のすぐれた性能を有することを目的として開
発されたものである。
に不純物元素の影響を受けることに着目し、不純物元素
量を限定することにより高照射を受けた場合でも耐粒界
腐食割れ性のすぐれた性能を有することを目的として開
発されたものである。
なお、この種の技術に関連する参考文献として、（１）
「オースティナト鋼の粒界腐食」（Ｊ、Ｓ、Ａｒｍ１ｊ
ｏ：Ｉｎｔｅｒｇｒａｎｕｌａｒ Ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ
ｏｆ Ｎｏｎ５ｅｎｓｉｔｉｚｅｄ Ａｕ５ｔｅｎｉ
ｔｉｃ ５ｔｅｅｌｓ、Ｃｏｒｒｏｓｉｏ０．ＮＡＣＥ
、Ｊａｎｕ、１９６８．ｐ２４）および（２）ｒＢＷＲ
およびＰＷＲ炉心におけるオーステナイト系ステンレス
鋼およびＮｉ基合金の変形特性Ｊ （Ｆ、Ｇａｒａｚａ
ｒｏｌｌｉ ｅｔａｌ、、Ｄｅｆｏｒｓ＋ａｂｉｌｉｔ
ｙ ｏｆ Ａｕ５ｔｅｎｉｔｉｃ ５ｔａｉｎｌｅｓｓ
５ｔｅｅｌ ａｎｄ Ｎ１−ｂａｓｅ Ａ１１ｏｙ
ｉｎ ｔｈｅ ｃｏｒｅ ｏｆ ａ Ｂｏｉｌｊｎｇ
ａｎｄ ａ Ｐｒｅｓｓｕｒｉｚｅｄ Ｗａｔｅｒ Ｐ
ｅａｃｔｏｒ、Ｐｒｏｃ、Ｉｎｔ’１．Ｓｙｍｐ、Ｅｎ
ｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＤｅｇｒａｄａｔｉｏｎ ｏｆ
Ｍａｔｅｒｉａｌｓ ｉｎ Ｎｕｃｌｅａｒ Ｓｙｓ
ｔｅｍｓ−Ｗａｔｅｒ Ｒｅａｃｔｏｒｓ、Ｍｏｎｔｏ
ｒｙ、Ｃａ１．Ｌｌ、Ｓ、Ａ、５ｅｐｔ、１９８３．ｐ
４４２）があげられる。
「オースティナト鋼の粒界腐食」（Ｊ、Ｓ、Ａｒｍ１ｊ
ｏ：Ｉｎｔｅｒｇｒａｎｕｌａｒ Ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ
ｏｆ Ｎｏｎ５ｅｎｓｉｔｉｚｅｄ Ａｕ５ｔｅｎｉ
ｔｉｃ ５ｔｅｅｌｓ、Ｃｏｒｒｏｓｉｏ０．ＮＡＣＥ
、Ｊａｎｕ、１９６８．ｐ２４）および（２）ｒＢＷＲ
およびＰＷＲ炉心におけるオーステナイト系ステンレス
鋼およびＮｉ基合金の変形特性Ｊ （Ｆ、Ｇａｒａｚａ
ｒｏｌｌｉ ｅｔａｌ、、Ｄｅｆｏｒｓ＋ａｂｉｌｉｔ
ｙ ｏｆ Ａｕ５ｔｅｎｉｔｉｃ ５ｔａｉｎｌｅｓｓ
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ｔｅｍｓ−Ｗａｔｅｒ Ｒｅａｃｔｏｒｓ、Ｍｏｎｔｏ
ｒｙ、Ｃａ１．Ｌｌ、Ｓ、Ａ、５ｅｐｔ、１９８３．ｐ
４４２）があげられる。
［発明が解決しようとする課題］
しかしながら、上記高純度オーステナイト系ステンレス
鋼は、必ずしも所期の目的どおりには耐粒界腐食割れ性
が改善されない場合があることが明らかとなった。この
原因として、 （イ）本鋼中の不純物含有量を制限することにより、照
射誘起偏析によるＳｉ、Ｐの偏析は、低減できるけれど
も皆無にはならない。
鋼は、必ずしも所期の目的どおりには耐粒界腐食割れ性
が改善されない場合があることが明らかとなった。この
原因として、 （イ）本鋼中の不純物含有量を制限することにより、照
射誘起偏析によるＳｉ、Ｐの偏析は、低減できるけれど
も皆無にはならない。
（ロ）本鋼中の炭素含有量は、通常のオーステナイト系
ステンレス鋼よりも少量に制限されているが、皆無では
ない。したがって、微量のＣが、Ｃｒと結合して例えば
、Ｃｒ、、Ｃ，等の粒界炭化物を形成するから、中性子
照射による粒界近傍のＣｒ欠乏層の形感を完全に防止す
ることはできない等のことが推測される。
ステンレス鋼よりも少量に制限されているが、皆無では
ない。したがって、微量のＣが、Ｃｒと結合して例えば
、Ｃｒ、、Ｃ，等の粒界炭化物を形成するから、中性子
照射による粒界近傍のＣｒ欠乏層の形感を完全に防止す
ることはできない等のことが推測される。
本発明は、上記の状況に鑑みなされたもので、上記高純
度オーステナイト系ステンレス鋼の結晶粒径を微細化し
、かつ、粒界炭化物の形成を阻止することにより、耐粒
界割れ性を向上させることができるオーステナイト鉄基
合金を提供することを目的としたものである６ ［課題を解決するための手段］ 上記課題を解決するための本発明に係るオーステナイト
鉄基合金の構成は、Ｎｉ９．０〜１１゜０ｗｔ％、Ｃｒ
１８．０〜２０．０ｗｔ％、ＣＯ。
度オーステナイト系ステンレス鋼の結晶粒径を微細化し
、かつ、粒界炭化物の形成を阻止することにより、耐粒
界割れ性を向上させることができるオーステナイト鉄基
合金を提供することを目的としたものである６ ［課題を解決するための手段］ 上記課題を解決するための本発明に係るオーステナイト
鉄基合金の構成は、Ｎｉ９．０〜１１゜０ｗｔ％、Ｃｒ
１８．０〜２０．０ｗｔ％、ＣＯ。
０３ｗｔ％以下、Ｍｎ２．０ｗｔ％以下、ｐｏ。
００５ｗｔ％以下、Ｓ０．００４ｗｔ％以下、Ｓｉ０．
０３ｗｔ％以下を含み、残部が主としてＦｅからなるオ
ーステナイト鉄基合金において、Ｚｒを０．０２〜１．
０ｗｔ％含有させるようにしたものである。
０３ｗｔ％以下を含み、残部が主としてＦｅからなるオ
ーステナイト鉄基合金において、Ｚｒを０．０２〜１．
０ｗｔ％含有させるようにしたものである。
［作用］
本発明は、いわゆる１８−８オーステナイトステンレス
渭において、Ｃ０．０３ｗｔ％以下、ＰＯ，００５ｗｔ
％以下、Ｓ０．００４ｗｔ％以下、Ｓｉ０．０３ｗｔ％
以下に制限した高純度オーステナイト鋼中に、Ｚｒを添
加させることによって。
渭において、Ｃ０．０３ｗｔ％以下、ＰＯ，００５ｗｔ
％以下、Ｓ０．００４ｗｔ％以下、Ｓｉ０．０３ｗｔ％
以下に制限した高純度オーステナイト鋼中に、Ｚｒを添
加させることによって。
結晶粒径をｍ、ｍ化しかつ、Ｚｒ炭化物を生成させる。
結晶粒径を微細化することにより、単位体積当りの粒界
面積が増大し、それに応じて粒界に偏析するＳｉ、Ｐ等
の濃度が小さくなり耐食性を向上させる効果がある。さ
らに、ＺｒはＣとの親和力が強く、粒界炭化物を生成す
るため、Ｃｒの粒界炭化物の形成を阻止する効果があり
、その結果、粒界近傍におけるＣｒ欠乏層の形成を防止
でき、耐食性を向上することができる。さらにＺｒはフ
ェライトフォーマであり、ある程度以上Ｚｒを添加する
と２相ステンレス鋼となる。一般に２相ステンレス鋼は
オーステナイト系ステンレス鋼よりも耐食性に優れてい
ることが知られており、この点からも耐食性を向上する
ことができる。ただし、Ｚｒの固溶限は高々１％程度で
ある。
面積が増大し、それに応じて粒界に偏析するＳｉ、Ｐ等
の濃度が小さくなり耐食性を向上させる効果がある。さ
らに、ＺｒはＣとの親和力が強く、粒界炭化物を生成す
るため、Ｃｒの粒界炭化物の形成を阻止する効果があり
、その結果、粒界近傍におけるＣｒ欠乏層の形成を防止
でき、耐食性を向上することができる。さらにＺｒはフ
ェライトフォーマであり、ある程度以上Ｚｒを添加する
と２相ステンレス鋼となる。一般に２相ステンレス鋼は
オーステナイト系ステンレス鋼よりも耐食性に優れてい
ることが知られており、この点からも耐食性を向上する
ことができる。ただし、Ｚｒの固溶限は高々１％程度で
ある。
［実施例］
以下に本発明の１実施例を図面を用いて説明する。
重量％で、Ｎｉ９．０〜１１．Ｏ，Ｃｒ１８゜０〜２０
．Ｏ，Ｍｎ２．０以下、Ｇ０．０３以下。
．Ｏ，Ｍｎ２．０以下、Ｇ０．０３以下。
Ｐ０．００５以下、Ｓ０．００４以下、Ｓｉ０゜０３以
下、残部がＦｅからなる本発明のオーステナイト系ステ
ンレス鋼に、Ｚｒを０．０１％から種々の濃度（％）添
加して、数種類のオーステナイト鉄基合金を製造し、各
々から割れ感受性用腐食試験片を製作し、Ｚｒ添加量（
％）の耐食性に及ぼす影響を調べた。
下、残部がＦｅからなる本発明のオーステナイト系ステ
ンレス鋼に、Ｚｒを０．０１％から種々の濃度（％）添
加して、数種類のオーステナイト鉄基合金を製造し、各
々から割れ感受性用腐食試験片を製作し、Ｚｒ添加量（
％）の耐食性に及ぼす影響を調べた。
粒界腐食試験は、６価のクロムを含む５規定沸騰硝酸液
中に、上記の各試験片を、１２時間浸漬した後、これら
を取出して割れ長さを測定して、割れ感受性を調べると
いう方法で実施した。
中に、上記の各試験片を、１２時間浸漬した後、これら
を取出して割れ長さを測定して、割れ感受性を調べると
いう方法で実施した。
図面は、上記の試験結果を示したものである。
横軸は、オーステナイト鋼中のＺｒ濃度（％）を、縦軸
は、粒界腐食感受性（割れ長さの比）を表わしたもので
ある。この図面から、Ｚｒ０．０１％では、感受性は０
．４％であるが、０．０２％では、０．３５，０．０５
％では、０．３となり、Ｚｒ１．０％の場合にも、はぼ
同様な値を示す。
は、粒界腐食感受性（割れ長さの比）を表わしたもので
ある。この図面から、Ｚｒ０．０１％では、感受性は０
．４％であるが、０．０２％では、０．３５，０．０５
％では、０．３となり、Ｚｒ１．０％の場合にも、はぼ
同様な値を示す。
すなわち、上記範囲のＺｒｗｔ％の場合には、耐粒界腐
食感受性がいちじるしく改善したことを実証した。
食感受性がいちじるしく改善したことを実証した。
また、１８−８系オーステナイト鋼中へのＺｒ元素の固
溶限は、高々１．０ｗｔ％と推定されるので１本実施例
におけるＺｒの添加量は、 ０．０２〜１．０ｗｔ％が
好適である。
溶限は、高々１．０ｗｔ％と推定されるので１本実施例
におけるＺｒの添加量は、 ０．０２〜１．０ｗｔ％が
好適である。
［発明の効果］
以上説明したように、本発明の高純度オーステナイト鉄
基合金に所定量のジルコニウムを添加することによって
、結晶粒径が微細化し、粒界炭化物の形成が阻止され、
中性子照射を受けてもＩＧＳＣＣの発生しにくい、耐粒
界腐食割れ性に優れた炉内機器用の材料を提供すること
ができる。
基合金に所定量のジルコニウムを添加することによって
、結晶粒径が微細化し、粒界炭化物の形成が阻止され、
中性子照射を受けてもＩＧＳＣＣの発生しにくい、耐粒
界腐食割れ性に優れた炉内機器用の材料を提供すること
ができる。
図面は、鋼中Ｚｒ濃度と粒界腐食感受性の関係図である
。 く符号の説明〉
。 く符号の説明〉
Claims (1)
- １、Ｎｉ９．０〜１１．０ｗｔ％、Ｃｒ１８．０〜２０
．０ｗｔ％、Ｃ０．０３ｗｔ％以下、Ｍｎ２．０ｗｔ％
以下、Ｐ０．００５ｗｔ％以下、Ｓ０．００４ｗｔ％以
下、Ｓｉ０．０３ｗｔ％以下を含み、残部が主としてＦ
ｅからなるオーステナイト鉄基合金において、Ｚｒを０
．０２〜１．０ｗｔ％含有させたことを特徴とするオー
ステナイト鉄基合金。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20123389A JPH0368741A (ja) | 1989-08-04 | 1989-08-04 | オーステナイト鉄基合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20123389A JPH0368741A (ja) | 1989-08-04 | 1989-08-04 | オーステナイト鉄基合金 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0368741A true JPH0368741A (ja) | 1991-03-25 |
Family
ID=16437543
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20123389A Pending JPH0368741A (ja) | 1989-08-04 | 1989-08-04 | オーステナイト鉄基合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0368741A (ja) |
-
1989
- 1989-08-04 JP JP20123389A patent/JPH0368741A/ja active Pending
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