JPH0456750A - 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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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鉄基合金に係り、特に原子炉炉
内機器に好適な耐食性に優れたオーステナイト鉄基合金
に関する。
内機器に好適な耐食性に優れた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の制御棒、炉内計装管
等の原子炉炉内機器は、常に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。−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（Ｉａｓｃｃ
）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
それに伴な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ンレス鋼
においても、照射を受けた場合、非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。
等の原子炉炉内機器は、常に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。−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（Ｉａｓｃｃ
）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
それに伴な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ンレス鋼
においても、照射を受けた場合、非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としては、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）およびＰ
（リン）等が濃縮して粒界の耐食性が低下することが考
えられる。
こされる照射誘起偏析により、Ｓｉ（ケイ素）およびＰ
（リン）等が濃縮して粒界の耐食性が低下することが考
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優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
術に関する文献として、例えば、「オーステナイト鋼の
粒界腐食」（Ｊ、Ｓ、Ａｒｍ１ｊｏ、Ｃｏｒｒｏｓｉｏ
ｎ、ｖｏｌ、２４、 ｐ、２４（１９６８）：１：ｎｔ
ｅ−ｒｇｒａｎｕＬａｒ Ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ ｏｆ
Ｎｏｎ５ｅｎｓｉｔｉｚｅｄ Ａｕ５ｔｅｎｉ−ｔｉｅ
５ｔｅｅｌｓ）、あるいはｒＢｌＩＲ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」（Ｆ、Ｇａｒａｚａｒｏｌｌｉ ｅｔ
ａｌ、、Ｐｒｏｃ＋Ｉｎｔ、Ｓｙｍｐ、Ｅｎｖｉｒｏ
ｎｍｅｎｔａｌ Ｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎ ｏｆ Ｍａ
ｔｅｒｉａｌｓｉｎ Ｎｕｃｌｅａｒ Ｓｙｓｔｅ
ｍ−１ｉ１ａｔｅｒ Ｒｅａｃｔｏｒｓ、阿ｏｎｔｅ
ｒｙ、Ｃａｌ。
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優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
術に関する文献として、例えば、「オーステナイト鋼の
粒界腐食」（Ｊ、Ｓ、Ａｒｍ１ｊｏ、Ｃｏｒｒｏｓｉｏ
ｎ、ｖｏｌ、２４、 ｐ、２４（１９６８）：１：ｎｔ
ｅ−ｒｇｒａｎｕＬａｒ Ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ ｏｆ
Ｎｏｎ５ｅｎｓｉｔｉｚｅｄ Ａｕ５ｔｅｎｉ−ｔｉｅ
５ｔｅｅｌｓ）、あるいはｒＢｌＩＲ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」（Ｆ、Ｇａｒａｚａｒｏｌｌｉ ｅｔ
ａｌ、、Ｐｒｏｃ＋Ｉｎｔ、Ｓｙｍｐ、Ｅｎｖｉｒｏ
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ｒｙ、Ｃａｌ。
Ｌｌ、Ｓ、Ａ、Ｓｅｐ、ｐ、４４２（１９８３）：Ｄｅ
ｆｏｒｍａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ Ａｕ５ｔｅｎｉｔｉｃ
５ｔａｉｎｌｅｓｓ ５ｔｅｅｌ ａｎｄ Ｎ１−ｂ
ａｓｅ Ａ１１ａｙ ｉｎ ｔｈｅｃｏｒｅ ｏｆ ａ
Ｂｏｉｌｉｎｇ ａｎｄ ａ Ｐｒｅｓｓｕｒｉｚｅ
ｄ ＷａｔｅｒＲｅａｃｔｏｒ）が挙げられる。
ｆｏｒｍａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ Ａｕ５ｔｅｎｉｔｉｃ
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Ｂｏｉｌｉｎｇ ａｎｄ ａ Ｐｒｅｓｓｕｒｉｚｅ
ｄ ＷａｔｅｒＲｅａｃｔｏｒ）が挙げられる。
［発明が解決しようとする課題］
しかしながら、上記の高純度オーステナイト系ステンレ
ス鋼は、通常純度のステンレス鋼（以下通常純度材とい
う）に比べて照射脆化の程度が大きく、機械的特性上問
題があることが明らかになった。この原因としては、照
射によって生成する転位ループの生成核として作用する
不純物元素が高純度化することにより少なくなり、照射
脆化のもとである転位ループ形態が通常純度材と異なる
ため照射脆化しやすくなることが考えられる。
ス鋼は、通常純度のステンレス鋼（以下通常純度材とい
う）に比べて照射脆化の程度が大きく、機械的特性上問
題があることが明らかになった。この原因としては、照
射によって生成する転位ループの生成核として作用する
不純物元素が高純度化することにより少なくなり、照射
脆化のもとである転位ループ形態が通常純度材と異なる
ため照射脆化しやすくなることが考えられる。
本発明は上記の状況に鑑みなされたもので、通常純度材
において、特に高純度化することなく、不純物元素の粒
界偏析を阻止することにより耐粒界腐食割れ性を向上で
きるオーステナイト鉄基台金を提供することを目的とし
たものである。
において、特に高純度化することなく、不純物元素の粒
界偏析を阻止することにより耐粒界腐食割れ性を向上で
きるオーステナイト鉄基台金を提供することを目的とし
たものである。
［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、ニッケル１０．０〜１４．０ｗｔ％
、クロム１６．０〜１８．０ｗｔ％、モリブデン２．０
〜３゜０ｗｔ％、炭素０゜０３ｗｔ％以下、マンガン２
．０ｗｔ％以下、リン０．０４ｗｔ％以下、硫黄０．０
３ｗｔ％以下、ケイ素１．０ｗｔ％以下、残部が主とし
て鉄からなるオーステナイト系ステンレス鋼に、ランタ
ンまたはセリウムを０．５〜１．０ｗｔ％となるように
含有させるようにしたことである。
鉄基合金の構成は、ニッケル１０．０〜１４．０ｗｔ％
、クロム１６．０〜１８．０ｗｔ％、モリブデン２．０
〜３゜０ｗｔ％、炭素０゜０３ｗｔ％以下、マンガン２
．０ｗｔ％以下、リン０．０４ｗｔ％以下、硫黄０．０
３ｗｔ％以下、ケイ素１．０ｗｔ％以下、残部が主とし
て鉄からなるオーステナイト系ステンレス鋼に、ランタ
ンまたはセリウムを０．５〜１．０ｗｔ％となるように
含有させるようにしたことである。
［作用］
本発明は、Ｎｉ １０．０〜１４．０ｗｔ％、Ｃｒ１６
．Ｏ〜１８．０ｗｔ％、Ｍｏ２．０〜３．０ｗｔ％、Ｃ
ｏ、０３ｗｔ％以下、Ｍｎ２．０ｗｔ％以下、Ｐｏ、０
４ｗｔ％以下Ｓｏ、０３ｗｔ％以下、Ｓｉ１．０ｗｔ％
以下、残部が主として鉄からなる５ＵＳ３１６Ｌオース
テナイト系ステンレス鋼に、不純物元素と化合物を形成
しやすいＬａ（ランタン）またはＣｅ（セリウム）を含
有させたことにより不純物元素を粒内に固定することが
できる。その結果、高純度化することなく不純物元素の
粒界偏析を防止することができ、高純度化による照射脆
化の問題も解決することができる。
．Ｏ〜１８．０ｗｔ％、Ｍｏ２．０〜３．０ｗｔ％、Ｃ
ｏ、０３ｗｔ％以下、Ｍｎ２．０ｗｔ％以下、Ｐｏ、０
４ｗｔ％以下Ｓｏ、０３ｗｔ％以下、Ｓｉ１．０ｗｔ％
以下、残部が主として鉄からなる５ＵＳ３１６Ｌオース
テナイト系ステンレス鋼に、不純物元素と化合物を形成
しやすいＬａ（ランタン）またはＣｅ（セリウム）を含
有させたことにより不純物元素を粒内に固定することが
できる。その結果、高純度化することなく不純物元素の
粒界偏析を防止することができ、高純度化による照射脆
化の問題も解決することができる。
ただし、ＬａおよびＣｅを多量に添加するとオーステナ
イト相が不安定になり、Ｆｅ系化合物を形成しやすくな
るのでＬａおよびＣｅの添加量は１．０ｗｔ％以下が好
ましい。また、不純物元素と化合物を形成させるため少
なくとも０．５ｗｔ％以上添加する必要がある。
イト相が不安定になり、Ｆｅ系化合物を形成しやすくな
るのでＬａおよびＣｅの添加量は１．０ｗｔ％以下が好
ましい。また、不純物元素と化合物を形成させるため少
なくとも０．５ｗｔ％以上添加する必要がある。
［実施例］
本発明の実施例を図面を参照して説明する。
まず、ｗｔ％で、Ｎｉ １０．Ｏ〜１４．０％、Ｃｒ１
６．Ｏ〜１８．０％、Ｍｏ２．０〜３．０％以下、Ｃｏ
、０３％以下、Ｍｎ２．０％以下。
６．Ｏ〜１８．０％、Ｍｏ２．０〜３．０％以下、Ｃｏ
、０３％以下、Ｍｎ２．０％以下。
Ｐｏ、０４％以下、Ｓｏ、０３％以下Ｓｉ１．０％以下
、残部が主としてＦｅからなるオーステナイト系ステン
レス鋼に、ＬａまたはＣｅを種々の濃度（０、１〜２
、 Ｏｗ ｔ％）で含有させて、Ｆｅ−Ｃｒ−Ｎｉ−Ｍ
ｏ−ＬａおよびＦ ｅ −Ｃｒ−Ｎ ｉ −Ｍ ｏ −
Ｃｅの２系統のオーステナイト鉄基合金を製造し、粒界
腐食試験を実施して、夫々のＬａおよびＣｅ添加の効果
を調べた。
、残部が主としてＦｅからなるオーステナイト系ステン
レス鋼に、ＬａまたはＣｅを種々の濃度（０、１〜２
、 Ｏｗ ｔ％）で含有させて、Ｆｅ−Ｃｒ−Ｎｉ−Ｍ
ｏ−ＬａおよびＦ ｅ −Ｃｒ−Ｎ ｉ −Ｍ ｏ −
Ｃｅの２系統のオーステナイト鉄基合金を製造し、粒界
腐食試験を実施して、夫々のＬａおよびＣｅ添加の効果
を調べた。
粒界腐食試験は６価クロムを含む５規定沸騰硝゛酸液に
各被試験鋼を６時間浸漬して行った。その結果を図面に
示す。図面において横軸はＬａまたはＣｅ濃度を表し、
縦軸は粒界腐食感受性（割れ長さの比）を表す。この図
に示すようにＬａまたはＣｅの濃度を０．５ｗｔ％以上
にすると耐粒界腐食割れ性が著しく向上することがわか
る。
各被試験鋼を６時間浸漬して行った。その結果を図面に
示す。図面において横軸はＬａまたはＣｅ濃度を表し、
縦軸は粒界腐食感受性（割れ長さの比）を表す。この図
に示すようにＬａまたはＣｅの濃度を０．５ｗｔ％以上
にすると耐粒界腐食割れ性が著しく向上することがわか
る。
また、例えば５ＵＳ３１６Ｌオーステナイト系ステンレ
ス鋼中へのＬａまたはＣｅ元素の添加はオーステナイト
相の安定性等から、最大１．０ｗｔ％と推定されるので
、本実施例におけるＬａまたはＣｅの添加量は、０．５
〜１．０ｗｔ％が好適である。
ス鋼中へのＬａまたはＣｅ元素の添加はオーステナイト
相の安定性等から、最大１．０ｗｔ％と推定されるので
、本実施例におけるＬａまたはＣｅの添加量は、０．５
〜１．０ｗｔ％が好適である。
本実施例の効果は、耐食性および耐脆性破壊にすぐれた
原子炉炉内機器用のオーステナイト鉄基合金が得られた
ことである。
原子炉炉内機器用のオーステナイト鉄基合金が得られた
ことである。
［発明の効果コ
以上説明したように、本発明のオーステナイト鉄基合金
は、所定量のランタンまたはセリウムを含有したことに
よって、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原子炉炉内機器用の材料
を提供することがで腐食試験におけるランタンまたはセ
リウム濃度（ｗｔ％）と粒界腐食感受性の関係図である
。
は、所定量のランタンまたはセリウムを含有したことに
よって、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原子炉炉内機器用の材料
を提供することがで腐食試験におけるランタンまたはセ
リウム濃度（ｗｔ％）と粒界腐食感受性の関係図である
。
〈符号の説明〉
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、ニッケル１０．０〜１４．０ｗｔ％、クロム１６．
０〜１８．０ｗｔ％、モリブデン２．０〜３．０ｗｔ％
、炭素０．０３ｗｔ％以下、マンガン２．０ｗｔ％以下
、リン０．０４ｗｔ％以下、硫黄０．０３ｗｔ％以下、
ケイ素１．０ｗｔ％以下、残部が主として鉄からなるオ
ーステナイト系ステンレス鋼に、ランタンまたはセリウ
ムを、０．５〜１．０ｗｔ％含有させたことを特徴とす
るオーステナイト鉄基合金。 ２、請求項１、記載の合金により構成されたことを特徴
とする原子炉炉内機器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16673390A JPH0456750A (ja) | 1990-06-27 | 1990-06-27 | オーステナイト鉄基合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16673390A JPH0456750A (ja) | 1990-06-27 | 1990-06-27 | オーステナイト鉄基合金 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0456750A true JPH0456750A (ja) | 1992-02-24 |
Family
ID=15836743
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16673390A Pending JPH0456750A (ja) | 1990-06-27 | 1990-06-27 | オーステナイト鉄基合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0456750A (ja) |
-
1990
- 1990-06-27 JP JP16673390A patent/JPH0456750A/ja active Pending
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