JPS61291948A - 原子炉用金属材料の製造方法 - Google Patents
原子炉用金属材料の製造方法Info
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- JPS61291948A JPS61291948A JP13507085A JP13507085A JPS61291948A JP S61291948 A JPS61291948 A JP S61291948A JP 13507085 A JP13507085 A JP 13507085A JP 13507085 A JP13507085 A JP 13507085A JP S61291948 A JPS61291948 A JP S61291948A
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分界
この発明は、中性子照射を受ける原子炉構成材料、例え
ば高速増殖炉や軽水炉などの炉容器材料として使用され
る金属材料、特に微量の硼素（Ｂ）を含有する金属材料
、例えば炭素鋼、低クロム・モリブデン（Ｃｒ −Ｍｏ
） ｌ！！、フェライト系高クロム鋼、ステンレス鋼
、超合金等の金属材料を製造する方法に関するものであ
る。
ば高速増殖炉や軽水炉などの炉容器材料として使用され
る金属材料、特に微量の硼素（Ｂ）を含有する金属材料
、例えば炭素鋼、低クロム・モリブデン（Ｃｒ −Ｍｏ
） ｌ！！、フェライト系高クロム鋼、ステンレス鋼
、超合金等の金属材料を製造する方法に関するものであ
る。
従来の技術
周知のように原子炉圧力容器用の低炭素鋼としてはＰＡ
えばＡ Ｓ Ｔ Ｍ ７１格のＡ ５３３ Ｂ ｃ
ｌａｓｓ月１． Ａ３０８ ｃｌａｓｓ ３ｊｇなど
が使用されている。一方、低Ｃｒ−ＭＯ鋼やフェライト
系高クロム鋼、フェライト系ステンレス鋼は、オーステ
ナイト系ステンレス鋼と比較して安価であることや、オ
ーステナイト系ステンレス鋼よりも特性１優れた点もあ
るため、原子炉用鋼、特に高速増殖炉あるいは核融合炉
への適用が考えられている。さらにインコネルあるいは
インコロイ等の超合金は、優れた耐熱性や耐酸化性を有
することから、原子炉用材料、特に核融合炉への適用が
考えられている。
えばＡ Ｓ Ｔ Ｍ ７１格のＡ ５３３ Ｂ ｃ
ｌａｓｓ月１． Ａ３０８ ｃｌａｓｓ ３ｊｇなど
が使用されている。一方、低Ｃｒ−ＭＯ鋼やフェライト
系高クロム鋼、フェライト系ステンレス鋼は、オーステ
ナイト系ステンレス鋼と比較して安価であることや、オ
ーステナイト系ステンレス鋼よりも特性１優れた点もあ
るため、原子炉用鋼、特に高速増殖炉あるいは核融合炉
への適用が考えられている。さらにインコネルあるいは
インコロイ等の超合金は、優れた耐熱性や耐酸化性を有
することから、原子炉用材料、特に核融合炉への適用が
考えられている。
一方、オーステナイト系ステンレス鋼は、優れた高温強
度と耐食性を有するところから、原子炉における各種構
成材料として従来から使用されており、特に熱中性子照
射を受ける高速増殖炉や軽水炉の炉容器材料としてもそ
の使用が予定されている。
度と耐食性を有するところから、原子炉における各種構
成材料として従来から使用されており、特に熱中性子照
射を受ける高速増殖炉や軽水炉の炉容器材料としてもそ
の使用が予定されている。
ところでオーステナイト系ステンレス鋼においては、例
えば「勅燃伎報Ｊｋ５０あるいは待間昭５３−８８４９
９号公報などに開示されているように、Ｂを添加するこ
とによって炭化物を微細化かつ安定化し、炭化物の粒界
析出を抑制して粒界を強化して、強度や延性さらには加
工性を改善する効果が得られることが知られている。
えば「勅燃伎報Ｊｋ５０あるいは待間昭５３−８８４９
９号公報などに開示されているように、Ｂを添加するこ
とによって炭化物を微細化かつ安定化し、炭化物の粒界
析出を抑制して粒界を強化して、強度や延性さらには加
工性を改善する効果が得られることが知られている。
□ 発明が解決すべき問題点
前述のようにオーステナイト系ステンレス鋼に対するＢ
の添加は、粒界強化などの点から有効であるが、その反
面法のような問題がある。
の添加は、粒界強化などの点から有効であるが、その反
面法のような問題がある。
すなわち一般に８は二種の同位元素１０１３．１１３に
よって構成され、その自然存在比はＴｏ ３が１９．６
％、＋＋ （３が８０．４％程度であるが、これらの同
位元素のうち特に＋ｏＢは熱中性子吸収が大きく、その
ため熱中性子照射を受ける原子炉容器材などに８を含有
するオーステナイト系ステンレス鋼を用いた場合、１０
ｎ／Ｃ１ｒ程度の比較的軽度の熱中性子照射でも１０Ｂ
（ｎ、α）７Ｌｉ核反応が生じてＯＢが崩壊し、その結
果Ｈｅがスを発生させ、その日ｅがクリープ亀裂の発生
と伝播を助長し、クリープ脆化を招来する原因となる。
よって構成され、その自然存在比はＴｏ ３が１９．６
％、＋＋ （３が８０．４％程度であるが、これらの同
位元素のうち特に＋ｏＢは熱中性子吸収が大きく、その
ため熱中性子照射を受ける原子炉容器材などに８を含有
するオーステナイト系ステンレス鋼を用いた場合、１０
ｎ／Ｃ１ｒ程度の比較的軽度の熱中性子照射でも１０Ｂ
（ｎ、α）７Ｌｉ核反応が生じてＯＢが崩壊し、その結
果Ｈｅがスを発生させ、その日ｅがクリープ亀裂の発生
と伝播を助長し、クリープ脆化を招来する原因となる。
またＢを積４１的に添加しないオーステナイト系ステン
レス鋼においても、通常の製鋼過程を経て得られたオー
ステナイト系ステンレス鋼は少なくとも数ＣＤＩ程度は
Ｂを含有しており、その程度の機盤の８を含有する場合
でも熱中性子照射を受ければ前記同様に１０３（１，α
） ７Ｌｉ反応に起因してクリープ脆化が生じるおそれ
がある。
レス鋼においても、通常の製鋼過程を経て得られたオー
ステナイト系ステンレス鋼は少なくとも数ＣＤＩ程度は
Ｂを含有しており、その程度の機盤の８を含有する場合
でも熱中性子照射を受ければ前記同様に１０３（１，α
） ７Ｌｉ反応に起因してクリープ脆化が生じるおそれ
がある。
さらに、オーステナイト系ステンレス鋼以外の金属材料
、例えば前述のような炭素鋼、低Ｃｒ −Ｍｏｌ、フェ
ライト系高クロム鋼、フェライト系ステンレス鋼、ある
いは超合金簀においても、Ｂを積穫的に添加しない場合
であっても製錬過程を終えて得られた金属材料には通常
は少なくとも数ｐｐｌ程度の８を不純物として含有して
おり、また積極的に８を添加した場合にはそれ以上のＢ
が含有されている。これらの場合も、既にオーステナイ
ト系ステンレス鋼について説明したのと同様に、”Ｂ
（ｎ 、 α） ７Ｌｉ 核反応により１０ ［３が
崩壊し、その結果）１ｅガスを発生させ、その１−１８
がクリープ脆化を招く原因となる。
、例えば前述のような炭素鋼、低Ｃｒ −Ｍｏｌ、フェ
ライト系高クロム鋼、フェライト系ステンレス鋼、ある
いは超合金簀においても、Ｂを積穫的に添加しない場合
であっても製錬過程を終えて得られた金属材料には通常
は少なくとも数ｐｐｌ程度の８を不純物として含有して
おり、また積極的に８を添加した場合にはそれ以上のＢ
が含有されている。これらの場合も、既にオーステナイ
ト系ステンレス鋼について説明したのと同様に、”Ｂ
（ｎ 、 α） ７Ｌｉ 核反応により１０ ［３が
崩壊し、その結果）１ｅガスを発生させ、その１−１８
がクリープ脆化を招く原因となる。
この発明は以上の事情を背景としてなされたもので、Ｂ
を積極的に添加した金属材料あるいはＢを単に不純物と
して含有する金属材料を問わず、熱中性子照射を受ける
原子炉構成材料に８を含有する金３材料を使用した場合
に、＋ｏＢに起因するクリープ脆化が発生することを有
効に防止し得るようにした金属材料の製造方法を提供す
ることを目的とするものである。
を積極的に添加した金属材料あるいはＢを単に不純物と
して含有する金属材料を問わず、熱中性子照射を受ける
原子炉構成材料に８を含有する金３材料を使用した場合
に、＋ｏＢに起因するクリープ脆化が発生することを有
効に防止し得るようにした金属材料の製造方法を提供す
ることを目的とするものである。
問題点を解決するための手段
既に述さたように熱中性子照射によるクリープ脆化の原
因は、Ｂの同位元素のうちでも特にｔｏ Ｂの反応、す
なわち＋０３（１，α）７Ｌｉ反応で１−１ｅを発生す
ることにあり、これに対し＋＋ ３は安定でＨｅ生成核
反応を生じない。そこでこの発明では、炭素鋼、低Ｃｒ
−ＭＯｍ、フェライト系高クロム鋼、フェライト系ス
テンレス鋼、オースチーナイト系ステンレス鋼、あるい
は超合金などの金属材料の製造過程において、予め安定
なＩＩ ３９積極的に添加することによって溶患金属中
に含まれる全Ｂ （−”Ｂ＋ ”Ｂ ）のうちの１０３
の旦比すなわち”Ｂ／ （”Ｂ ＋ ＋ＩＢ ）を下げ
ておき、しかる後に脱Ｂ精錬を行なうことによって、目
標全日量（＝＋ｏＢ＋＋ＩＢ）の絶対−は変わらないが
熱中性子照射により問題が生じる１０Ｂの量比が低い金
属材料を得ることが可能となったのである。
因は、Ｂの同位元素のうちでも特にｔｏ Ｂの反応、す
なわち＋０３（１，α）７Ｌｉ反応で１−１ｅを発生す
ることにあり、これに対し＋＋ ３は安定でＨｅ生成核
反応を生じない。そこでこの発明では、炭素鋼、低Ｃｒ
−ＭＯｍ、フェライト系高クロム鋼、フェライト系ス
テンレス鋼、オースチーナイト系ステンレス鋼、あるい
は超合金などの金属材料の製造過程において、予め安定
なＩＩ ３９積極的に添加することによって溶患金属中
に含まれる全Ｂ （−”Ｂ＋ ”Ｂ ）のうちの１０３
の旦比すなわち”Ｂ／ （”Ｂ ＋ ＋ＩＢ ）を下げ
ておき、しかる後に脱Ｂ精錬を行なうことによって、目
標全日量（＝＋ｏＢ＋＋ＩＢ）の絶対−は変わらないが
熱中性子照射により問題が生じる１０Ｂの量比が低い金
属材料を得ることが可能となったのである。
すなわちこの発明の原子炉用金属材料の製造方法は、熱
中性子照射を受ける環境下で使用される原子炉用の硼素
含有金ぷ材料を製造するにあたり、予めＢの同位元素Ｉ
＋ １３の量比１１Ｂ／ （’Ｏ８＋ ”Ｂ ’）が自
然存在比より高い―素含有原料を添加しておき、しかる
後１！１２８ｔ［を行なうことによって金３材料中の１
０３含有最を低減することを特徴とするものである。
中性子照射を受ける環境下で使用される原子炉用の硼素
含有金ぷ材料を製造するにあたり、予めＢの同位元素Ｉ
＋ １３の量比１１Ｂ／ （’Ｏ８＋ ”Ｂ ’）が自
然存在比より高い―素含有原料を添加しておき、しかる
後１！１２８ｔ［を行なうことによって金３材料中の１
０３含有最を低減することを特徴とするものである。
発明の実流のための具体的説明
この発明の方法においては、金属材料の製造直において
、予めＩＩ Ｂの量比、すなわち＋＋ ３ ／ （＋０
３ ＋ ＋＋ ３ ）の値が自然存在比よりも高いｒａ
素金含有原料８１糧的に添加しておく。すなわち８の同
位元素１０［３，、１１８の自然存在比は、既に述べた
ように１０８ ： １９．６％、ＩＩ Ｂ ： ８０．
４％であるから、８０．４％を越えるｏ Ｂを含むＢを
含有する硼素含有原料、例えばＦｅ−８合金、硼素酸化
物（８２０３）、ＷＡＲ（８３８０３） などの硼素含
有原料を添加する。但し実際の工程においては、Ｆｅ
−Ｂ合金などの硼素含有原料中の８の同位元素ｎ Ｂの
量比は、製造コストおよび熱中性子照射後のクリープ軸
化防止の効果の点から、９０％以上とすることが望まし
い。換言すれば９０％以上のｎ Ｂと１０％未角の＋ｏ
Ｂによって構成されるＢを含有する硼素含有原料を添加
することが望ましい。
、予めＩＩ Ｂの量比、すなわち＋＋ ３ ／ （＋０
３ ＋ ＋＋ ３ ）の値が自然存在比よりも高いｒａ
素金含有原料８１糧的に添加しておく。すなわち８の同
位元素１０［３，、１１８の自然存在比は、既に述べた
ように１０８ ： １９．６％、ＩＩ Ｂ ： ８０．
４％であるから、８０．４％を越えるｏ Ｂを含むＢを
含有する硼素含有原料、例えばＦｅ−８合金、硼素酸化
物（８２０３）、ＷＡＲ（８３８０３） などの硼素含
有原料を添加する。但し実際の工程においては、Ｆｅ
−Ｂ合金などの硼素含有原料中の８の同位元素ｎ Ｂの
量比は、製造コストおよび熱中性子照射後のクリープ軸
化防止の効果の点から、９０％以上とすることが望まし
い。換言すれば９０％以上のｎ Ｂと１０％未角の＋ｏ
Ｂによって構成されるＢを含有する硼素含有原料を添加
することが望ましい。
このような硼素含有原料は目的とする金属材料の製錬過
程においてＩ！ＲＢが行なわれるまでの間に添加してお
けば良い。すなわち一般に炭素鋼、低Ｃｒ −ＭＯＷＡ
、フェライト系高クロム用、ステンレス鋼、あるいは超
合金の製錬は、溶銑予伺処理による製錬を行ない、次い
で転炉あるいは電気炉によって粗脱炭を行なった後、■
ＯＤ炉あるいはＲＨ脱ガス槽、さらにはＡＯＤ炉などで
真空脱炭して製造するのが通常であり、また場合によっ
ては上記工程のうち電気炉以降のみを使用することもあ
る。それらの場合、脱Ｂは脱炭とともに進行するから、
前記硼素含有原料は溶銑予備処理時または転炉や電気炉
における粗脱炭中に添加したりあるいは粗脱炭開始前に
製錬原料または合金原料とともに添加しておけばよく、
また場合によっては真空脱炭前に溶融金属中に添加した
りしても良い。
程においてＩ！ＲＢが行なわれるまでの間に添加してお
けば良い。すなわち一般に炭素鋼、低Ｃｒ −ＭＯＷＡ
、フェライト系高クロム用、ステンレス鋼、あるいは超
合金の製錬は、溶銑予伺処理による製錬を行ない、次い
で転炉あるいは電気炉によって粗脱炭を行なった後、■
ＯＤ炉あるいはＲＨ脱ガス槽、さらにはＡＯＤ炉などで
真空脱炭して製造するのが通常であり、また場合によっ
ては上記工程のうち電気炉以降のみを使用することもあ
る。それらの場合、脱Ｂは脱炭とともに進行するから、
前記硼素含有原料は溶銑予備処理時または転炉や電気炉
における粗脱炭中に添加したりあるいは粗脱炭開始前に
製錬原料または合金原料とともに添加しておけばよく、
また場合によっては真空脱炭前に溶融金属中に添加した
りしても良い。
このようにＩ＋ ３の１比”Ｂ／ （”Ｂ ＋ ”Ｂ
）が自然存在比よりも高い、Ｂを含有する１１１素含有
原料を積極的に添加することによって、溶融金属中に含
まれる全園素量のうちの”Ｂ／ （”Ｂ＋ ”Ｂ）の比
率も自然存在比より轟くなる。ここで、添加するＷ４素
含有原料の添加量は、最終的に得るべき製品としてＢの
添加効果を期待しない場合（すなわち不純物としてのみ
Ｂが残留する場合）には、脱製錬における１ｌａＢ率に
応じて定めれば良く、また最終的に得るべき製品として
前述のような粒界強化等の８添加効果を期待する場合に
はその目標残ＪＩＢ量と！！２Ｂ製錬における脱８１に
応じて定めれば良い。
）が自然存在比よりも高い、Ｂを含有する１１１素含有
原料を積極的に添加することによって、溶融金属中に含
まれる全園素量のうちの”Ｂ／ （”Ｂ＋ ”Ｂ）の比
率も自然存在比より轟くなる。ここで、添加するＷ４素
含有原料の添加量は、最終的に得るべき製品としてＢの
添加効果を期待しない場合（すなわち不純物としてのみ
Ｂが残留する場合）には、脱製錬における１ｌａＢ率に
応じて定めれば良く、また最終的に得るべき製品として
前述のような粒界強化等の８添加効果を期待する場合に
はその目標残ＪＩＢ量と！！２Ｂ製錬における脱８１に
応じて定めれば良い。
脱Ｂ製錬においては、後述する実施例からも明らかなよ
うに、溶融金属中に残留する全８１は減少するものの、
その残留Ｂ中の同位元素Ｉ＋ ３゜１０ Ｂの比率は変
化しない。したがって脱Ｂ製ｎ後には、全８１が所要濃
度まで低下しておりしかもその残留Ｂ中のｎ Ｂの量比
”Ｂ／’ （”Ｂ＋ ”Ｂ）が自然存在比よりも高い金
属材料を得ることができる。すなわちこの金属材料は、
残留Ｂ中の同位元素１１３，１０３のうら、熱中性子＠
射によって反応してクリープ脆化の原因となる同位元素
＋０３の量比”Ｂ／ （１０Ｂ＋ ＋ＩＢ＞が自然存在
比より少なく、したがって全残留Ｂ量が同じ従来の金属
材料と比較すれば＋ｏＢの含有ｌが少ないことになり、
その結果熱中性子照射によるクリープ脆化の危険を従来
の金属材料よりも少なくすることができる。
うに、溶融金属中に残留する全８１は減少するものの、
その残留Ｂ中の同位元素Ｉ＋ ３゜１０ Ｂの比率は変
化しない。したがって脱Ｂ製ｎ後には、全８１が所要濃
度まで低下しておりしかもその残留Ｂ中のｎ Ｂの量比
”Ｂ／’ （”Ｂ＋ ”Ｂ）が自然存在比よりも高い金
属材料を得ることができる。すなわちこの金属材料は、
残留Ｂ中の同位元素１１３，１０３のうら、熱中性子＠
射によって反応してクリープ脆化の原因となる同位元素
＋０３の量比”Ｂ／ （１０Ｂ＋ ＋ＩＢ＞が自然存在
比より少なく、したがって全残留Ｂ量が同じ従来の金属
材料と比較すれば＋ｏＢの含有ｌが少ないことになり、
その結果熱中性子照射によるクリープ脆化の危険を従来
の金属材料よりも少なくすることができる。
なお、ステンレス鋼や低炭素鋼などの鋼の製錬時におい
ては、製錬中にＩＩ！ｆ等を目的としてＦｅ５ｉ（フェ
ロシリコン）、ＦｅＭｎ（フェロマンガン）、ＳｉＭｎ
（シリコンマンガン）等を添加することが多いが、その
場合これらの添加原料にも不可避的にＢが含有されてい
るのが通常であるから、ＩＢ２Ｂ製錬侵の到達Ｂ門を考
慮して、可及的に８含有１の少ない添加原料を使用する
ことが望ましい。
ては、製錬中にＩＩ！ｆ等を目的としてＦｅ５ｉ（フェ
ロシリコン）、ＦｅＭｎ（フェロマンガン）、ＳｉＭｎ
（シリコンマンガン）等を添加することが多いが、その
場合これらの添加原料にも不可避的にＢが含有されてい
るのが通常であるから、ＩＢ２Ｂ製錬侵の到達Ｂ門を考
慮して、可及的に８含有１の少ない添加原料を使用する
ことが望ましい。
なおまた、ｍ８１棟は１回だけの製錬に限らず、２回以
上の製錬を繰返しても良いことは勿論であり、これによ
り１０Ｂ絶対惜の−１の低減を図ることができる。
上の製錬を繰返しても良いことは勿論であり、これによ
り１０Ｂ絶対惜の−１の低減を図ることができる。
実施例
［実施例１］
先ずオーステナイト系ステンレス鋼の製造に適用したこ
の発明の実施例を比較例とともに記す。
の発明の実施例を比較例とともに記す。
重量％でｃ ｏ、ｏｓ％、３ ｉ ０．５０％、Ｍｎｌ
、００％、ｐ ０．０２０％、３ ｏ、ｏｏｅ％、Ｎｉ
９．０％、Ｃｒ１８．３％、Ｂ ｏ、ｏｏｏｓ％、残部
がＦｅおよび不可避的不純物よりなる５ｔＪＳ ３０
４鋼を、転炉による粗脱炭−ＶＯＤ炉による脱Ｂ製錬を
兼ねた真空脱炭により製造するにあたり、現場製造条件
を４！擬した小型実験ｆＪ！［炉により次の（Ａ＞、（
Ｂ）、（Ｃ）に示す３種の条件で脱Ｂ製錬を行なった。
、００％、ｐ ０．０２０％、３ ｏ、ｏｏｅ％、Ｎｉ
９．０％、Ｃｒ１８．３％、Ｂ ｏ、ｏｏｏｓ％、残部
がＦｅおよび不可避的不純物よりなる５ｔＪＳ ３０
４鋼を、転炉による粗脱炭−ＶＯＤ炉による脱Ｂ製錬を
兼ねた真空脱炭により製造するにあたり、現場製造条件
を４！擬した小型実験ｆＪ！［炉により次の（Ａ＞、（
Ｂ）、（Ｃ）に示す３種の条件で脱Ｂ製錬を行なった。
なお脱８製諌前の溶鉄中の不純物としての８含有（至）
はいずれの場合も１０１）Ｄ！Ｉｔである。
はいずれの場合も１０１）Ｄ！Ｉｔである。
（Ａ） 硼素含有原料を特に添加せず、Ｂ５ｐｐ！ま
で脱Ｂ製錬を行なった（比１１ｆ！１ｌｌ）。
で脱Ｂ製錬を行なった（比１１ｆ！１ｌｌ）。
（Ｂ） ”Ｂ量（”Ｂ＋”Ｂ）の瀘が自然存在比（約
８０％）となっている８０％Ｆｅ −２０％Ｂ合金を、
ＥＮＩで１０１）ｐ罎添加し、Ｂ５ｐｐ噴まで１ｉ１２
Ｂ製錬を行なった（比較例２）。
８０％）となっている８０％Ｆｅ −２０％Ｂ合金を、
ＥＮＩで１０１）ｐ罎添加し、Ｂ５ｐｐ噴まで１ｉ１２
Ｂ製錬を行なった（比較例２）。
（Ｃ） ”Ｂ量（”Ｂ＋”Ｂ）の筐が自然存在比（
杓８０％）より高い９８％となっている８０％Ｆｅ−２
０％Ｂ合金を、日量で４０ｏｐ−添加して、Ｂ５ｐρジ
まで脱Ｂ製錬を行なった（本発明実施例１ａ）。
杓８０％）より高い９８％となっている８０％Ｆｅ−２
０％Ｂ合金を、日量で４０ｏｐ−添加して、Ｂ５ｐρジ
まで脱Ｂ製錬を行なった（本発明実施例１ａ）。
（Ｄ） 前記の（Ｃ）で用いたものと同じ８０％Ｆｅ
−２０Ｂ合金を、Ｂ量で５０１）１１ｍ添加して、Ｂ
４５ ｐｐｌまで脱８製錬を行なった（本発明実施例１
ｂ）。
−２０Ｂ合金を、Ｂ量で５０１）１１ｍ添加して、Ｂ
４５ ｐｐｌまで脱８製錬を行なった（本発明実施例１
ｂ）。
いずれの場合も脱Ｂ製錬の開始から終了まで随時サンプ
リングし、全日量および１０Ｂ量（１０日＋１１Ｂ）の
測定を行なった。それらの結果を第１図および第２図に
示す。
リングし、全日量および１０Ｂ量（１０日＋１１Ｂ）の
測定を行なった。それらの結果を第１図および第２図に
示す。
第２図は特に硼素含有原料を添加しなかった比較例１お
よびｔｏ Ｂの量比が自然存在比の硼素含有原料を添加
した比較例２の場合について示すものであり、比較例１
の場合にはＢ量が脱Ｂ製錬開始前の不純物ｆｆｉ１０ｐ
ｐｍから５ ｐｐｍに低下しただけであり、”Ｂ量 （
”Ｂ ＋ ＋’Ｂ ） ｆ）値ハ製錬１１１１中はぼ自
然存在比の０．２で一定であった。また比較例２の場合
は、脱Ｂ製錬前のＢ添加によって８１は製錬開始時に２
０１１１）■となり、最終的に５１）Ｉｌｌまで低下し
ているが、添加したＢは＋＋３／（＋０３＋Ｉ＋ ３
）の値が自然存在比であるため、製錬期間中の１０Ｂ／
（１０Ｂ ＋ ＩＩＢ ）の値はほぼ０．２で一定で
あった。
よびｔｏ Ｂの量比が自然存在比の硼素含有原料を添加
した比較例２の場合について示すものであり、比較例１
の場合にはＢ量が脱Ｂ製錬開始前の不純物ｆｆｉ１０ｐ
ｐｍから５ ｐｐｍに低下しただけであり、”Ｂ量 （
”Ｂ ＋ ＋’Ｂ ） ｆ）値ハ製錬１１１１中はぼ自
然存在比の０．２で一定であった。また比較例２の場合
は、脱Ｂ製錬前のＢ添加によって８１は製錬開始時に２
０１１１）■となり、最終的に５１）Ｉｌｌまで低下し
ているが、添加したＢは＋＋３／（＋０３＋Ｉ＋ ３
）の値が自然存在比であるため、製錬期間中の１０Ｂ／
（１０Ｂ ＋ ＩＩＢ ）の値はほぼ０．２で一定で
あった。
一方第１図は、ＩＩ Ｂの量比１１Ｂ、／ （＋０３
＋ １１１３ ）の値が自然存在比よりも格段に高い９
８％を示すＢを含有する硼素含有原料を添加した本発明
実施例１ａ、１ｂの場合について示すものであり、この
場合硼素含有原料の添加によって脱Ｂ開始時の１０３の
ｌ比＋’Ｂ／ （ＩＯＢ＋ ＩＩＢ）は０．０５となり
、その後の全脱Ｂ製諌ＷＪ間を通じて１０Ｂの量比がほ
ぼ一定に保たれ、最終的にＩＯＢの轟沈が０．０５と比
較例１、比較例２の場合よりも格段に少ないオーステナ
イト系ステンレスを得ることができた。
＋ １１１３ ）の値が自然存在比よりも格段に高い９
８％を示すＢを含有する硼素含有原料を添加した本発明
実施例１ａ、１ｂの場合について示すものであり、この
場合硼素含有原料の添加によって脱Ｂ開始時の１０３の
ｌ比＋’Ｂ／ （ＩＯＢ＋ ＩＩＢ）は０．０５となり
、その後の全脱Ｂ製諌ＷＪ間を通じて１０Ｂの量比がほ
ぼ一定に保たれ、最終的にＩＯＢの轟沈が０．０５と比
較例１、比較例２の場合よりも格段に少ないオーステナ
イト系ステンレスを得ることができた。
なお上記実施例１では、脱Ｂ製錬を実験室的な例で示し
たが、これは製ｇＩ法を特に限定するものではなく、既
に述べたように溶銑予備処理時の製邊、転炉、電気炉、
ＶＯＤ炉、ＡＯＤ炉あるいはＲＨ脱ガス槽などでの脱Ｂ
製錬など、すべてが適用可能であることは勿論である。
たが、これは製ｇＩ法を特に限定するものではなく、既
に述べたように溶銑予備処理時の製邊、転炉、電気炉、
ＶＯＤ炉、ＡＯＤ炉あるいはＲＨ脱ガス槽などでの脱Ｂ
製錬など、すべてが適用可能であることは勿論である。
なおまた上記の実施例１においては、ＩＯＢの量比を低
減するための硼素含有原料として８０％Ｆｅ−２０％Ｂ
合金を用いているが、このほかのフェロボロン等の硼素
含有原料を用いても同穆な効果が得られることは勿論で
ある。
減するための硼素含有原料として８０％Ｆｅ−２０％Ｂ
合金を用いているが、このほかのフェロボロン等の硼素
含有原料を用いても同穆な効果が得られることは勿論で
ある。
［実施ＩＭ２］
次に低炭素鋼の製造にこの発明の方法を適用した実施例
を比較例とともに記す。
を比較例とともに記す。
第１表のＡ、Ｂに示す目標成分組成の低炭素鋼を常法に
したがって製錬するにあたり、製錬末期に自然存在比よ
りもｏ Ｂを濃化した硼素原料を添加し、その後脱Ｂ製
錬を行なった。第２表にｐｌＡＢ製ｔＩ前の溶鉄中のｔ
ｏ Ｂ ＠、添加した硼素原料による溶慣中の増加Ｂｆ
ｌとその添加硼素原料中のＩＩ ３量比すなわち”Ｂ量
（”Ｂ＋ ＋’Ｂ）、団素原Ｆｌ添加直後のＩＯＢ農
、脱８１辣復の全８１、＋ｏＢｌ比すなわち＋Ｏ８／
（１０８＋ ＩＩＢ） 、”Ｂ念を併せて示す。なお第
２表中においてｉ（α５およびに７は従来法にしたがっ
て、待に１素原料を添加しなかった比較例、 Ｎα６は
ＩＩ １３情比が自然存在比の１素原料を添加した比較
例である。
したがって製錬するにあたり、製錬末期に自然存在比よ
りもｏ Ｂを濃化した硼素原料を添加し、その後脱Ｂ製
錬を行なった。第２表にｐｌＡＢ製ｔＩ前の溶鉄中のｔ
ｏ Ｂ ＠、添加した硼素原料による溶慣中の増加Ｂｆ
ｌとその添加硼素原料中のＩＩ ３量比すなわち”Ｂ量
（”Ｂ＋ ＋’Ｂ）、団素原Ｆｌ添加直後のＩＯＢ農
、脱８１辣復の全８１、＋ｏＢｌ比すなわち＋Ｏ８／
（１０８＋ ＩＩＢ） 、”Ｂ念を併せて示す。なお第
２表中においてｉ（α５およびに７は従来法にしたがっ
て、待に１素原料を添加しなかった比較例、 Ｎα６は
ＩＩ １３情比が自然存在比の１素原料を添加した比較
例である。
第２表から朗らかなように、この発明の方法によれば、
脱８製煉後の鋼中の全Ｂうは密素原料を添加しない比較
例および１１Ｂ曇比が自然存在比の硼素［料を添加した
比較例とほぼ同程度であるが、＋ｏＢ量比は著しく減少
して、ｔｏ Ｂの絶対月も著しく減少しており、したが
ってこの発明の方法が低炭素鋼中の１０３の低減に有効
であることが判る。
脱８製煉後の鋼中の全Ｂうは密素原料を添加しない比較
例および１１Ｂ曇比が自然存在比の硼素［料を添加した
比較例とほぼ同程度であるが、＋ｏＢ量比は著しく減少
して、ｔｏ Ｂの絶対月も著しく減少しており、したが
ってこの発明の方法が低炭素鋼中の１０３の低減に有効
であることが判る。
［実施例３］
次いで低Ｃｒ−ＭＯ清およびフェライト系高クロム鋼の
製造にこの発明の方法を適用した実施例を比較例ととも
に記す。
製造にこの発明の方法を適用した実施例を比較例ととも
に記す。
第３表のＣ，Ｄ、Ｅに示す目標成分組成の利を常法にし
たがって製錬するにあたり、製錬末期に自然存在比より
もＩＩ ８を濃化した硼素原料を添加し、その後ＷＡ８
興辣を行なった。第４表に脱Ｂ製錬前の溶鉄中のｔｏ
Ｂ ＠、添加した！！素原料による溶鋼中の増加８Ｍと
その添加硼素原料中のＩＩ Ｂｍ比すなわち１１８／
（ＩＯＢ＋ ”Ｂ） 、硼素原料添加直！（７）１０８
１１ＱＢｔｊＭ後（７）全Ｂｌ １０８１比すなわち１
０３７ （＋０３ 十ｔ＋３ ） 、１０３母を併せて
示す。なお第４表中においてＮａ７、Ｎｏ、９および漱
１０は従来法にしたがって、待に翔ｒ＃原料を添加しな
かった比較例、Ｎ１１Ｌ８はＩＩ ［３量比が自然存在
比の硼素原料を添加した比較例である。
たがって製錬するにあたり、製錬末期に自然存在比より
もＩＩ ８を濃化した硼素原料を添加し、その後ＷＡ８
興辣を行なった。第４表に脱Ｂ製錬前の溶鉄中のｔｏ
Ｂ ＠、添加した！！素原料による溶鋼中の増加８Ｍと
その添加硼素原料中のＩＩ Ｂｍ比すなわち１１８／
（ＩＯＢ＋ ”Ｂ） 、硼素原料添加直！（７）１０８
１１ＱＢｔｊＭ後（７）全Ｂｌ １０８１比すなわち１
０３７ （＋０３ 十ｔ＋３ ） 、１０３母を併せて
示す。なお第４表中においてＮａ７、Ｎｏ、９および漱
１０は従来法にしたがって、待に翔ｒ＃原料を添加しな
かった比較例、Ｎ１１Ｌ８はＩＩ ［３量比が自然存在
比の硼素原料を添加した比較例である。
第４表から明らかなように、この発明の方法によれば、
脱日製錬後の鋼中の全Ｂｆｌは硼素原料を添加しない比
較例および＋１１３量比が自然存在比の硼素原料を添加
した比較例とほぼ同程度であるが、＋０３ｆｆｌ比は著
しく減少して、＋０３の絶対偵も著しく減少しており、
したがってこの発明の方法が低Ｃｒ −Ｍｏ ’ＩＡや
フェライト系高クロム鋼の＋ｏＢの低減にも有効である
ことが判る。
脱日製錬後の鋼中の全Ｂｆｌは硼素原料を添加しない比
較例および＋１１３量比が自然存在比の硼素原料を添加
した比較例とほぼ同程度であるが、＋０３ｆｆｌ比は著
しく減少して、＋０３の絶対偵も著しく減少しており、
したがってこの発明の方法が低Ｃｒ −Ｍｏ ’ＩＡや
フェライト系高クロム鋼の＋ｏＢの低減にも有効である
ことが判る。
［実施例４〕
さらに超合金の製造にこの発明の方法を適用した実施例
を比較例とともに記す。
を比較例とともに記す。
第５表に示す目標成分組成のインコロイ８００Ｈ合金と
インコネル６２５合金を製錬するにあたり、Ｔ′＃諌末
肩に自然存在比よりもｎ Ｂを濃化したＮ素原料を添加
し、その後脱Ｂ製錬を行なった。
インコネル６２５合金を製錬するにあたり、Ｔ′＃諌末
肩に自然存在比よりもｎ Ｂを濃化したＮ素原料を添加
し、その後脱Ｂ製錬を行なった。
第６表に脱８’ｌｌｌ前の合金溶湯中のＴＯＢ＠、添加
した：ＩＮ素原料よる溶鋼中の増加Ｂｆｉとその添加ツ
索原料中のＩＩ ３ 、ｉ比すなわち”Ｂ／（’ＯＢ＋
１１Ｂ）、ＩＩＩＪｔｌ添加ＶＸ後の１０ Ｂ憬、説８
製煉後の全Ｂｊ、＋ＯＢ壜比すなわらＩＱ １３ ／
（Ｉｏ ３ ＋ ＩＴ ３ ）、”ａＢはを併せて示す
。なｔＢ第６表中に６いて魔５お上び［）α７は従来法
にしたがっＣ持に１索原利を添加しなかった比較例、Ｎ
α６は１１３ ｉｉ比が自然存在比のｒ、り素原１を；
壜六口した比較例である。
した：ＩＮ素原料よる溶鋼中の増加Ｂｆｉとその添加ツ
索原料中のＩＩ ３ 、ｉ比すなわち”Ｂ／（’ＯＢ＋
１１Ｂ）、ＩＩＩＪｔｌ添加ＶＸ後の１０ Ｂ憬、説８
製煉後の全Ｂｊ、＋ＯＢ壜比すなわらＩＱ １３ ／
（Ｉｏ ３ ＋ ＩＴ ３ ）、”ａＢはを併せて示す
。なｔＢ第６表中に６いて魔５お上び［）α７は従来法
にしたがっＣ持に１索原利を添加しなかった比較例、Ｎ
α６は１１３ ｉｉ比が自然存在比のｒ、り素原１を；
壜六口した比較例である。
第６表から明らかなように、この発明の方法によれば、
ＩＡＭＢ製？ｌＩ後の合金中の全日量は同素原料を添加
しない比較例およびＩＩ ３．３１比が自然存在比のｆ
１素原料を添加した比較例とほぼ同程αであるが、１０
３ 量比は著しく減少して、！ＯＢの絶対１も著しく減
少しており２したがってこの発明の方法が超合金中の１
０Ｂの低減にも有効であることが判る。
ＩＡＭＢ製？ｌＩ後の合金中の全日量は同素原料を添加
しない比較例およびＩＩ ３．３１比が自然存在比のｆ
１素原料を添加した比較例とほぼ同程αであるが、１０
３ 量比は著しく減少して、！ＯＢの絶対１も著しく減
少しており２したがってこの発明の方法が超合金中の１
０Ｂの低減にも有効であることが判る。
なお以上の各実施例１〜４においては、オーステナイト
系ステンレス鋼、低ＣＩ’−Ｍａｉｌ、フェライト系ク
ロム講、および超合金について示したが、その池の金属
材料、例えばフェライト系ステンレス鋼やマルテンサイ
系ステンレス渕などにもこの発明を適用して有効なこと
は勿４である。
系ステンレス鋼、低ＣＩ’−Ｍａｉｌ、フェライト系ク
ロム講、および超合金について示したが、その池の金属
材料、例えばフェライト系ステンレス鋼やマルテンサイ
系ステンレス渕などにもこの発明を適用して有効なこと
は勿４である。
発明の効果
以上の実施例からも明らかなようにこの発明の方法によ
れば、熱中性子照射を受けた際にクリープ脆化を沼く原
因となる核反応を起こす＋０３の存在率が従来の金属材
料よりも低い金属材ｎを得ることができる。すなわちこ
の発明の方法によれば、熱中性子照射を受けてもクリー
プ脆化が生じるおそれが少ないＢ含有金属材料を製造で
きるから、熱中性子照射を受ける原子炉構成材料につい
ても、Ｂを積極添加して粒界強化等を図った金属材料の
適用が可能となり、また同時に、単に不純物としてのみ
Ｂを含有する金属材料についても熱中性子照射によるク
リープ脆化の危険を防止することが可能となる。
れば、熱中性子照射を受けた際にクリープ脆化を沼く原
因となる核反応を起こす＋０３の存在率が従来の金属材
料よりも低い金属材ｎを得ることができる。すなわちこ
の発明の方法によれば、熱中性子照射を受けてもクリー
プ脆化が生じるおそれが少ないＢ含有金属材料を製造で
きるから、熱中性子照射を受ける原子炉構成材料につい
ても、Ｂを積極添加して粒界強化等を図った金属材料の
適用が可能となり、また同時に、単に不純物としてのみ
Ｂを含有する金属材料についても熱中性子照射によるク
リープ脆化の危険を防止することが可能となる。
第１図はこの発明の実施例１における脱Ｂ製錬で溶鉄中
Ｂ量および了ＯＢ／ （＋ＯＢ＋ ｌｌ８）の推移を示
す・グラフ、第２図は従来法による比較例１および比較
例２における脱Ｂ製錬での溶鉄中ＢＩｉおよび”Ｂ／
（ＩＯＢ＋Ｉ’Ｂ ）の推移を示すグラフである。
Ｂ量および了ＯＢ／ （＋ＯＢ＋ ｌｌ８）の推移を示
す・グラフ、第２図は従来法による比較例１および比較
例２における脱Ｂ製錬での溶鉄中ＢＩｉおよび”Ｂ／
（ＩＯＢ＋Ｉ’Ｂ ）の推移を示すグラフである。
Claims (1)
- 中性子照射環境下で使用される原子炉用の金属材料を製
錬するにあたり、予めＢの同位元素＾１＾１Ｂの量比＾
１＾１Ｂ／（＾１＾０Ｂ＋＾１＾１Ｂ）が自然存在比よ
りも高い硼素含有原料を添加した後、脱Ｂ製錬すること
を特徴とする原子炉用金属材料の製造方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13507085A JPS61291948A (ja) | 1985-06-20 | 1985-06-20 | 原子炉用金属材料の製造方法 |
| US06/868,789 US4744824A (en) | 1985-06-06 | 1986-05-29 | Method of producing metallic materials for the components of nuclear reactors |
| DE19863618887 DE3618887A1 (de) | 1985-06-06 | 1986-06-05 | Verfahren zur herstellung von metallischen materialien fuer komponenten von kernreaktoren |
| FR868608225A FR2583065B1 (fr) | 1985-06-06 | 1986-06-06 | Procede pour la fabrication de materiaux metalliques pouvant servir de composants de reacteurs nucleaires |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13507085A JPS61291948A (ja) | 1985-06-20 | 1985-06-20 | 原子炉用金属材料の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61291948A true JPS61291948A (ja) | 1986-12-22 |
| JPH0362783B2 JPH0362783B2 (ja) | 1991-09-27 |
Family
ID=15143152
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13507085A Granted JPS61291948A (ja) | 1985-06-06 | 1985-06-20 | 原子炉用金属材料の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61291948A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100896988B1 (ko) * | 2007-08-16 | 2009-05-14 | 한국원자력연구원 | 제4세대 핵분열 원자로 및 핵융합 원자로 노심부품 소재용농축 보론-11을 함유하는 중성자 조사안정성이 향상된고크롬 페라이트/마르텐사이트 강 |
| JP2019206456A (ja) * | 2018-05-30 | 2019-12-05 | 株式会社トクヤマ | 六方晶窒化ホウ素粉末及びその製造方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57143467A (en) * | 1981-02-27 | 1982-09-04 | Kawasaki Steel Corp | Low c-low si-cr-mo steel used in wet vapor |
| JPS58120766A (ja) * | 1982-01-08 | 1983-07-18 | Japan Atom Energy Res Inst | 高温強度の優れたオ−ステナイトステンレス鋼 |
-
1985
- 1985-06-20 JP JP13507085A patent/JPS61291948A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57143467A (en) * | 1981-02-27 | 1982-09-04 | Kawasaki Steel Corp | Low c-low si-cr-mo steel used in wet vapor |
| JPS58120766A (ja) * | 1982-01-08 | 1983-07-18 | Japan Atom Energy Res Inst | 高温強度の優れたオ−ステナイトステンレス鋼 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100896988B1 (ko) * | 2007-08-16 | 2009-05-14 | 한국원자력연구원 | 제4세대 핵분열 원자로 및 핵융합 원자로 노심부품 소재용농축 보론-11을 함유하는 중성자 조사안정성이 향상된고크롬 페라이트/마르텐사이트 강 |
| JP2019206456A (ja) * | 2018-05-30 | 2019-12-05 | 株式会社トクヤマ | 六方晶窒化ホウ素粉末及びその製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0362783B2 (ja) | 1991-09-27 |
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