Nb基およびMo基耐熱合金の材料設計と評価

• Material Type: 文書・図像類
• Title: Nb基およびMo基耐熱合金の材料設計と評価
• Author/Editor: 森永 正彦; 古井 光明; 真鍋 勝也; 野田 賢二; 井上 聡
• Author Heading: 森永 正彦; 古井 光明; 真鍋 勝也; 野田 賢二; 井上 聡
• Publication Date: 1996-03
• Publication Date (W3CDTF): 1996-03
• Alternative Title: Design and evaluation of super-heat-resisting Nb-based and Mo-based alloys
• Periodical title: PNC TJ9603 96-001
• Text Language Code: jpn
• Target Audience: 一般
• Note (General): (目的)高温液体アルカリ金属技術のフロンティア領域を開拓するため,高温(最高1200$^{\circ}C$)液体金属リチウム中で優れた特性を有するNb基およびMo基耐熱合金を創製する必要がある。本研究では,それら合金を開発するため,d電子合金理論に基づく材料設計と設計合金の諸特性評価を行う。(実験方法)(1)加工性:Mo基合金の延性を改善するために,一次選定合金に粒界強化元素を添加した材料を用いて3点曲げ試験を行った。(2)液体Li耐食性:暫定的Nb基一次選定合金を用いて1200$^{\circ}C$の液体Li腐食試験を最長300時間実施し,腐食変化重量を測定した。また,SEMおよびEPMAによって腐食表面を解析した。加えて,2元系Nb基およびMo基合金を用いた同様の解析を併せて行った。(3)800$^{\circ}C$脆化:800$^{\circ}C$および1200$^{\circ}C$でクリープ試験したNb-1Zr合金をいて,硬さ試験,X線回析および組織観察を行った。また,クリープ試験をしていない試料も併せて試験した。(結果および考察)(1)加工性:Mo基合金へのTiの微量添加により加工性が著しく改善した。Moの脆化は粒界に偏析する酸素が原因であるとされている。このことから,Tiの添加により,Mo中の酸素との無害なTi酸化物を形成し,加工性の向上が得られたと考えられる。しかしながら,B,CおよびHfの微量添加は逆に加工性を悪化させる結果となった。(2)液体Li耐食性:暫定的Nb基一次選定合金には,液体Li耐食性に有効なHfが添加されているにも関わらず,その腐食表面には多数のき裂が観察された。特にWの添加に伴うき裂進展が著しかった。すなわち,液体Li耐食性を改善するためにはW量を減少させる必要があることを見出した。一方,Mo基2元系合金は優れた液体Li耐食性を示し,表面のき裂は観察されなかった。なかでもHfおよびTaを添加した合金は表面に粒状物を形成することなく,良好な液体Li耐食性を有することが明らかになった。(3)800$^{\circ}C$脆化:800$^{\circ}C$と1200$^{\circ}C$のクリープ試験材で明瞭な硬さの違いが認められた。しかしながら,X線回析ではいずれの試料においても析出物は検出されなかった。(結論)(1)加工性:Mo基合金の加工性は,Tiの微量添加により著しく改善されることがわかった。(2)液体Li耐食性:Nb基合金の液体Li耐食性は,Wの添加により著しく低下した。一方,Mo基合; [PURPOSE] In order to develop the frontier domain of technique for the high temperature liquid alkali metal, candidate Nb-based and Mo-based alloys are needed. They are needed to have excellent compatibility with liquid Li (max. 1200$^{\circ}$C) and super-heat-resistance. In this study, alloy design using a d-electrons alloy theory and estimation of designed alloy were performed. [EXPERIMENTAL METHODS] (1)Workability : A bend test was carried out with the provisionally designed Mo-based alloys, but by modifying the compositions by adding intergranular strengthening elements, Ti, B, C, Hf, into them to improve the ductility. (2)Corrosion resistance to liquid Li : The provisionally desingned Nb-based alloys were immersed in liquid Li at 1200$^{\circ}$C for three hundred hours, and the weight change due to the corrosion was measured. The corrosion surface was also analyzed using SEM and EPMA. In addition, a similar corrosion test was carried out with binary Nb-based and Mo-based alloys. (3)Embrittlement at 800$^{\circ}$C : A series of experiments such as the hardness test, X-ray analysis and microstructure observation was perfomed with the Nb-1Zr alloy which was creep-tested at 800$^{\circ}$C or 1200$^{\circ}$C. Also, a Nb-1Zr alloy specimen which was not creep-tested, was used as a reference specimen. [RESULTS AND DISCUSSIONS] (1)Workability : The Ti addition into the Mo-based alloys was effective in improving workability. The brittleness of Mo may be caused by the existence of oxygen in the grain boundaries, so that the formation of Ti oxides probably weakened the oxygen effect, resulting in the better workability of the alloy. However, B, C and Hf additions into Mo-based alloys never improved the workability. (2)Corrosion resistance to liquid Li : Many cracks were observed on the corroded surface of the provisionally designed Nb-based alloys despite the addition of a corrosion resistant element, Hf, into them. In paticular, such cracks were developed ...
• Source: /PNC-TJ9603-96-001.pdf （fulltext）; https://jopss.jaea.go.jp/pdfdata/PNC-TJ9603-96-001.pdf
• Access Restrictions: 限定公開
• Data Provider (Database): 国立情報学研究所 : 学術機関リポジトリデータベース（IRDB）（機関リポジトリ）; https://irdb.nii.ac.jp
• Original Data Provider (Database): 日本原子力研究開発機構 : JOPSS:JAEA Originated Papers Searching System

• Summary, etc.: (目的)高温液体アルカリ金属技術のフロンティア領域を開拓するため,高温(最高1200$^{\circ}C$)液体金属リチウム中で優れた特性を有するNb基およびMo基耐熱合金を創製する必要がある。本研究では,それら合金を開発するため,d電子合金理論に基づく材料設計と設計合金の諸特性評価を行う。(実験方...