JPH0949066A - 熱中性子吸収用フェライト系ステンレス鋼 - Google Patents
熱中性子吸収用フェライト系ステンレス鋼Info
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- JPH0949066A JPH0949066A JP7203230A JP20323095A JPH0949066A JP H0949066 A JPH0949066 A JP H0949066A JP 7203230 A JP7203230 A JP 7203230A JP 20323095 A JP20323095 A JP 20323095A JP H0949066 A JPH0949066 A JP H0949066A
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
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- Heat Treatment Of Steel (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】熱間加工性および耐食性に優れた、熱中性子吸
収能力を有するフェライト系ステンレス鋼の提供。 【解決手段】重量割合にて、C:0.01%未満、Si:
0.5%以下、Mn: 1.0%以下、Cr:13〜26%、B:
2.0%以下、Gd:0.05〜 3.0%、Al: 0.002〜 0.1
%、Y:0.30%以下、Ni: 1.0%以下、Mo: 3.0%
以下、N: 0.015%以下、Ti: 1.0%以下、Nb:
1.0%以下を含有し、残部は不可避的不純物およびFe
からなる熱中性子吸収能力を有するフェライト系ステン
レス鋼。
収能力を有するフェライト系ステンレス鋼の提供。 【解決手段】重量割合にて、C:0.01%未満、Si:
0.5%以下、Mn: 1.0%以下、Cr:13〜26%、B:
2.0%以下、Gd:0.05〜 3.0%、Al: 0.002〜 0.1
%、Y:0.30%以下、Ni: 1.0%以下、Mo: 3.0%
以下、N: 0.015%以下、Ti: 1.0%以下、Nb:
1.0%以下を含有し、残部は不可避的不純物およびFe
からなる熱中性子吸収能力を有するフェライト系ステン
レス鋼。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、原子力関連の核
燃料輸送用容器、使用済核燃料保管用容器あるいはラッ
ク等に使用される、大きな熱中性子吸収能力を有するス
テンレス鋼に関するものである。
燃料輸送用容器、使用済核燃料保管用容器あるいはラッ
ク等に使用される、大きな熱中性子吸収能力を有するス
テンレス鋼に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、原子炉の制御用や熱中性子の遮蔽
用に、熱中性子の吸収断面積が極めて大きいボロン
(B)を 1%以上含有させた、SUS304系のオーステナイ
ト系ステンレス鋼が多く使用されてきた。そして近年、
電力需給の関係から原子力発電への依存度が高まり、そ
れにともなって使用前後の核燃料取り扱い量が増加し、
そのの輸送や保管あるいは貯蔵用の容器用、さらには燃
料の関連構造材用に、安全上中性子吸収能力のある含B
ステンレス鋼が要望されるようになってきた。
用に、熱中性子の吸収断面積が極めて大きいボロン
(B)を 1%以上含有させた、SUS304系のオーステナイ
ト系ステンレス鋼が多く使用されてきた。そして近年、
電力需給の関係から原子力発電への依存度が高まり、そ
れにともなって使用前後の核燃料取り扱い量が増加し、
そのの輸送や保管あるいは貯蔵用の容器用、さらには燃
料の関連構造材用に、安全上中性子吸収能力のある含B
ステンレス鋼が要望されるようになってきた。
【0003】中性子吸収能力を十分に持たせるにはB含
有量は多い方がよいが、オーステナイト系ステンレス鋼
は、B量が 1%を超えるようになると熱間加工性が著し
く低下してくる。例えば容器用の場合、素材としての板
を製造しようとすれば、熱間圧延時に割れを発生するよ
うになり、さらに冷間加工性も劣化し、衝撃値も低下す
るので、Bの添加量には限界がある。
有量は多い方がよいが、オーステナイト系ステンレス鋼
は、B量が 1%を超えるようになると熱間加工性が著し
く低下してくる。例えば容器用の場合、素材としての板
を製造しようとすれば、熱間圧延時に割れを発生するよ
うになり、さらに冷間加工性も劣化し、衝撃値も低下す
るので、Bの添加量には限界がある。
【0004】このBの添加による熱間加工性の劣化は、
多量に存在するCrにより、(Cr,Fe)2 Bの形の
硼化物が形成されるためとされている。すなわち、この
硼化物は脆いため加工時の割れ発生の起点となり、その
上融点が1200℃近傍なので、これ以上の温度での加工は
さらに割れが甚だしくなって実用上不可能になる。この
含Bオーステナイト系ステンレス鋼の熱間加工性を改善
する目的で、例えば特公昭57 -45464 号公報では、Al
/Nを 2〜60の範囲に限定し、微細なAlN析出物を制
御することにより鋳造組織のオーステナイト結晶粒の細
粒化を図る発明が提示されている。しかし、脆い硼化物
が多量存在する以上、大きな改善効果は期待できないと
思われる。
多量に存在するCrにより、(Cr,Fe)2 Bの形の
硼化物が形成されるためとされている。すなわち、この
硼化物は脆いため加工時の割れ発生の起点となり、その
上融点が1200℃近傍なので、これ以上の温度での加工は
さらに割れが甚だしくなって実用上不可能になる。この
含Bオーステナイト系ステンレス鋼の熱間加工性を改善
する目的で、例えば特公昭57 -45464 号公報では、Al
/Nを 2〜60の範囲に限定し、微細なAlN析出物を制
御することにより鋳造組織のオーステナイト結晶粒の細
粒化を図る発明が提示されている。しかし、脆い硼化物
が多量存在する以上、大きな改善効果は期待できないと
思われる。
【0005】このようなB量の増加による熱間加工性劣
化や靭性劣化を避けるために、B以外の中性子吸収元素
を添加することが考えられており、例えば特開昭62-565
57号公報では、熱中性子吸収断面積の極めて大きいガド
リニウム(Gd)を 0.1〜 3.0%含有するC:0.01〜0.
15%のステンレス鋼材の発明が提示されている。また、
特開平5-255812号公報には、B含有量を 1.0%までと
し、Gdを 0.1〜 2.0%含有させる、オーステナイト系
ステンレス鋼の発明が開示されている。しかし、B含有
量の低減により確かに硼化物を減少させることはできる
が、一方においてGdの添加は、含有量が少ない場合は
問題がなくても、量が増すと加熱温度によっては熱間加
工時の割れが発生してくる。
化や靭性劣化を避けるために、B以外の中性子吸収元素
を添加することが考えられており、例えば特開昭62-565
57号公報では、熱中性子吸収断面積の極めて大きいガド
リニウム(Gd)を 0.1〜 3.0%含有するC:0.01〜0.
15%のステンレス鋼材の発明が提示されている。また、
特開平5-255812号公報には、B含有量を 1.0%までと
し、Gdを 0.1〜 2.0%含有させる、オーステナイト系
ステンレス鋼の発明が開示されている。しかし、B含有
量の低減により確かに硼化物を減少させることはできる
が、一方においてGdの添加は、含有量が少ない場合は
問題がなくても、量が増すと加熱温度によっては熱間加
工時の割れが発生してくる。
【0006】従来、含Bステンレス鋼は、耐用期間や安
全性を極度に重視しSUS304系のオーステナイト系ステン
レス鋼をベースにしている。しかしながら、燃料格納用
の容器等を対象とすると、Crが必要量含まれておれ
ば、実用上ステンレス鋼としての耐食性は十分な場合が
多い。すなわち、熱中性子の吸収能力と、使用環境にお
いて必要かつ十分な耐食性を有し、その上加工性がよけ
れば、高価なNiを使用しないフェライト系ステンレス
鋼でも十分使用可能と考えられる。
全性を極度に重視しSUS304系のオーステナイト系ステン
レス鋼をベースにしている。しかしながら、燃料格納用
の容器等を対象とすると、Crが必要量含まれておれ
ば、実用上ステンレス鋼としての耐食性は十分な場合が
多い。すなわち、熱中性子の吸収能力と、使用環境にお
いて必要かつ十分な耐食性を有し、その上加工性がよけ
れば、高価なNiを使用しないフェライト系ステンレス
鋼でも十分使用可能と考えられる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、熱中
性子の吸収能力が大きく、熱間加工性がすぐれ、とくに
核燃料の容器用として十分な耐食性を有するフェライト
系ステンレス鋼の提供にある。
性子の吸収能力が大きく、熱間加工性がすぐれ、とくに
核燃料の容器用として十分な耐食性を有するフェライト
系ステンレス鋼の提供にある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明者らは使用済み核
燃料の容器用として、含Bステンレス鋼の熱間加工性を
向上すべく、熱中性子吸収断面積の大きいGdのオース
テナイト系ステンレス鋼への添加を種々検討した。天然
に存在するGdは、熱中性子吸収断面積の極めて大きい
157Gdを約16%含む同位体の混合物で、その吸収断面
積は 49000bもあり、熱中性子吸収断面積の大きい10B
の量が約20%と残部がこの吸収断面積の小さい11Bとか
らなる天然のBの 760bに比較して、同じ重量では約
4.4倍の効果がある。したがって、同じ熱中性子吸収断
面積を得るには、その添加量が少なくてすみ、加工性や
耐食性におよぼす影響も少なくなるはずである。
燃料の容器用として、含Bステンレス鋼の熱間加工性を
向上すべく、熱中性子吸収断面積の大きいGdのオース
テナイト系ステンレス鋼への添加を種々検討した。天然
に存在するGdは、熱中性子吸収断面積の極めて大きい
157Gdを約16%含む同位体の混合物で、その吸収断面
積は 49000bもあり、熱中性子吸収断面積の大きい10B
の量が約20%と残部がこの吸収断面積の小さい11Bとか
らなる天然のBの 760bに比較して、同じ重量では約
4.4倍の効果がある。したがって、同じ熱中性子吸収断
面積を得るには、その添加量が少なくてすみ、加工性や
耐食性におよぼす影響も少なくなるはずである。
【0009】Gdを含有させた場合、Bも同時に含有す
る鋼の熱中性子吸収の能力をB当量αで示せば、 α={( 1− 0.015×B%)×B%}+( 4.4×Gd%)・・・・ となる。この式では、Bを添加した場合のボライドの生
成による密度変化を配慮してある。原子炉の制御用に使
用される含ボロンオーステナイト系ステンレス鋼の例か
ら、十分な熱中性子吸収能力のある鋼としては、天然B
を約 1%以上含有していること、すなわちαが1以上で
あることを目途とした。
る鋼の熱中性子吸収の能力をB当量αで示せば、 α={( 1− 0.015×B%)×B%}+( 4.4×Gd%)・・・・ となる。この式では、Bを添加した場合のボライドの生
成による密度変化を配慮してある。原子炉の制御用に使
用される含ボロンオーステナイト系ステンレス鋼の例か
ら、十分な熱中性子吸収能力のある鋼としては、天然B
を約 1%以上含有していること、すなわちαが1以上で
あることを目途とした。
【0010】ところがGdの添加は、その含有量を増す
と、加熱温度によっては鍛造時にそれ以上の熱間加工が
不可能な程の割れが発生した。この割れは鋳塊の熱間鍛
造時や鋳片の粗圧時に主として発生する。
と、加熱温度によっては鍛造時にそれ以上の熱間加工が
不可能な程の割れが発生した。この割れは鋳塊の熱間鍛
造時や鋳片の粗圧時に主として発生する。
【0011】割れの原因を調査した結果、熱間加工割れ
は凝固時のデンドライト組織が残る場合に特に顕著に現
れ、さらにデンドライトアーム間の組成を調べると、G
dとNiの著しい濃化部分が検出された。二元系状態図
を見ると融点約 700℃のGd75%、Ni15%の組成の共
晶点の存在が示されており、熱間加工の加熱時にこの共
晶組成に近くなった濃化部分が溶け、加工割れを生じた
と推定された。Niを10%含むオーステナイト系ステン
レス鋼にて、Gdを 1.5%添加した場合の結果では、デ
ンドライドアーム間で最も濃化した部分にて、Niが26
%以上、Gdが約50%もの偏在が確認され、Niの存在
がGd添加による熱間加工割れの原因になっていると考
えられた。
は凝固時のデンドライト組織が残る場合に特に顕著に現
れ、さらにデンドライトアーム間の組成を調べると、G
dとNiの著しい濃化部分が検出された。二元系状態図
を見ると融点約 700℃のGd75%、Ni15%の組成の共
晶点の存在が示されており、熱間加工の加熱時にこの共
晶組成に近くなった濃化部分が溶け、加工割れを生じた
と推定された。Niを10%含むオーステナイト系ステン
レス鋼にて、Gdを 1.5%添加した場合の結果では、デ
ンドライドアーム間で最も濃化した部分にて、Niが26
%以上、Gdが約50%もの偏在が確認され、Niの存在
がGd添加による熱間加工割れの原因になっていると考
えられた。
【0012】そこでNiを含まないフェライト系ステン
レスをベースとして、Gd含有によって必要な熱中性子
吸収能力を持たせることとし、予想される使用環境に適
用できる十分な耐食性、熱間加工性、冷間加工性および
溶接性等を有していることを目標に種々検討をおこな
い、本発明を完成させた。
レスをベースとして、Gd含有によって必要な熱中性子
吸収能力を持たせることとし、予想される使用環境に適
用できる十分な耐食性、熱間加工性、冷間加工性および
溶接性等を有していることを目標に種々検討をおこな
い、本発明を完成させた。
【0013】すなわち本発明は、重量割合にて、C:0.
01%未満、Si: 0.5%以下、Mn: 1.0%以下、C
r:13〜26%、B: 2.0%以下、Gd:0.05〜 3.0%、
Al:0.002 〜 0.1%、Y:0.30%以下、Ni: 1.0%
以下、Mo: 3.0%以下、Ti: 1.0%以下、Nb:
1.0%以下、N:0.015 %以下を含有し、かつ、BとG
dの含有量は、 {( 1− 0.015×B%)×B%}+( 4.4×Gd%)≧
1.0 を満足し、残部は不可避的不純物およびFeからなる、
熱中性子吸収能力を有するフェライト系ステンレス鋼で
ある。
01%未満、Si: 0.5%以下、Mn: 1.0%以下、C
r:13〜26%、B: 2.0%以下、Gd:0.05〜 3.0%、
Al:0.002 〜 0.1%、Y:0.30%以下、Ni: 1.0%
以下、Mo: 3.0%以下、Ti: 1.0%以下、Nb:
1.0%以下、N:0.015 %以下を含有し、かつ、BとG
dの含有量は、 {( 1− 0.015×B%)×B%}+( 4.4×Gd%)≧
1.0 を満足し、残部は不可避的不純物およびFeからなる、
熱中性子吸収能力を有するフェライト系ステンレス鋼で
ある。
【0014】
【発明の実施の形態】本発明にて、鋼の化学組成を上記
のように限定した理由を以下に説明する。
のように限定した理由を以下に説明する。
【0015】(1) C フェライト系ステンレス鋼において、オーステナイト系
ステンレス鋼に匹敵する耐食性を得るには、Nとともに
C含有量をできるだけ低くする必要がある。C量を低く
することによる強度の低下はある程度は避け難いが、耐
食性の向上ばかりでなく、熱間および冷間加工性の向
上、さらに溶接性の向上が得られる。C含有量は少なけ
れば少ないほど好ましく、これらの効果を確実に得るた
めに、0.01%未満に限定する。望ましいのは0.005 %以
下である。
ステンレス鋼に匹敵する耐食性を得るには、Nとともに
C含有量をできるだけ低くする必要がある。C量を低く
することによる強度の低下はある程度は避け難いが、耐
食性の向上ばかりでなく、熱間および冷間加工性の向
上、さらに溶接性の向上が得られる。C含有量は少なけ
れば少ないほど好ましく、これらの効果を確実に得るた
めに、0.01%未満に限定する。望ましいのは0.005 %以
下である。
【0016】(2) Si 脱酸を目的に添加する元素であるが、本発明の鋼に要求
される諸性質にはとくには関係なく、無くてもよい。含
有する場合は、Gdとの低融点共晶の形成を助成するた
め上限は0.5 %とする。
される諸性質にはとくには関係なく、無くてもよい。含
有する場合は、Gdとの低融点共晶の形成を助成するた
め上限は0.5 %とする。
【0017】(3) Mn 本発明鋼の場合、とくに含有させる必要はないが、製鋼
原料からの混入は避けがたい。多くなると耐食性が低下
してくるので、上限は 1.0%とする。
原料からの混入は避けがたい。多くなると耐食性が低下
してくるので、上限は 1.0%とする。
【0018】(4) Cr フェライト系ステンレス鋼としての必要な耐食性を確保
するため、13〜26%含有させる。安定な耐食性被膜形成
のため、少なくとも13%は必要であるが、26%を超えて
含有させると、熱間加工性が悪くなる。
するため、13〜26%含有させる。安定な耐食性被膜形成
のため、少なくとも13%は必要であるが、26%を超えて
含有させると、熱間加工性が悪くなる。
【0019】(5) B 硼化物形成により加工性が劣化してくるので、Gdが必
要量添加される場合、Bは含有させなくてもよい。しか
し、コストが低く、添加量に比例して容易に熱中性子吸
収能力が高くなるので、加工性を阻害しない範囲であれ
ばGdと複合してある程度添加するのが好ましい。望ま
しいのは、Gdの添加量如何にかかわらず、少なくとも
0.1以上含有させることである。しかし、添加量の増加
は熱間加工性の大幅劣化を来すので、含有量上限を 2.0
%とする。
要量添加される場合、Bは含有させなくてもよい。しか
し、コストが低く、添加量に比例して容易に熱中性子吸
収能力が高くなるので、加工性を阻害しない範囲であれ
ばGdと複合してある程度添加するのが好ましい。望ま
しいのは、Gdの添加量如何にかかわらず、少なくとも
0.1以上含有させることである。しかし、添加量の増加
は熱間加工性の大幅劣化を来すので、含有量上限を 2.0
%とする。
【0020】(6) Gd B含有量を可能な限り少なくし、加工性向上させる目的
でGd含有量の下限を0.05%とする。ただし、Gdは高
価であり、可能な範囲でBと併用するのが望ましい。本
発明では十分な中性子吸収能力を持つ鋼として、α≧ 1
を目標にしているので、前述の式に基づいてBとGd
の含有量を調整する。
でGd含有量の下限を0.05%とする。ただし、Gdは高
価であり、可能な範囲でBと併用するのが望ましい。本
発明では十分な中性子吸収能力を持つ鋼として、α≧ 1
を目標にしているので、前述の式に基づいてBとGd
の含有量を調整する。
【0021】Gdの含有量は多ければ多いほど熱中性子
吸収能力は増加するが、 3.0%を超えるとFeとの低融
点共晶が現われ熱間加工性を悪くする危険性がある。そ
こでGdの含有量範囲は0.05〜 3.0%とする。
吸収能力は増加するが、 3.0%を超えるとFeとの低融
点共晶が現われ熱間加工性を悪くする危険性がある。そ
こでGdの含有量範囲は0.05〜 3.0%とする。
【0022】(7) Al 溶鋼を脱酸して健全な鋳片を得るために製鋼時に添加す
る。とくにGdを添加する場合、鋼の脱酸が不十分であ
ればGd酸化物の介在物が生成し、これが鋼表面に出て
くるとそこを起点に腐食が進行する可能性があり、十分
に脱酸しておかねばならない。そのためには酸可溶Al
(sol.Al)として 0.002%以上のAlが含有されてい
る必要がある。ただし、過剰に存在してもその効果は飽
和し、さらに加工性も害するようになるので、多くても
0.1%までとする。すなわちAlの含有量は 0.002〜
0.1%である。
る。とくにGdを添加する場合、鋼の脱酸が不十分であ
ればGd酸化物の介在物が生成し、これが鋼表面に出て
くるとそこを起点に腐食が進行する可能性があり、十分
に脱酸しておかねばならない。そのためには酸可溶Al
(sol.Al)として 0.002%以上のAlが含有されてい
る必要がある。ただし、過剰に存在してもその効果は飽
和し、さらに加工性も害するようになるので、多くても
0.1%までとする。すなわちAlの含有量は 0.002〜
0.1%である。
【0023】(8) Y Yはとくには添加しなくてもよいが、熱間加工性を向上
させ、Gdの酸化防止にはAlよりも効果があるので、
必要により添加する。添加する場合は、少なくとも 0.0
05%以上の含有が望ましいが、多く含有させてもその効
果は飽和するので 0.5%までとする。
させ、Gdの酸化防止にはAlよりも効果があるので、
必要により添加する。添加する場合は、少なくとも 0.0
05%以上の含有が望ましいが、多く含有させてもその効
果は飽和するので 0.5%までとする。
【0024】(9) Ni Niは本発明のフェライト系ステンレスでは含有の必要
はない。その上多量の存在は凝固時にGdとの低融点共
晶を形成する。ただし、少量の添加は靭性向上の効果が
あるので 1.0%まで含有させることができる。なお、靭
性向上には0.05%以上の添加が望ましい。
はない。その上多量の存在は凝固時にGdとの低融点共
晶を形成する。ただし、少量の添加は靭性向上の効果が
あるので 1.0%まで含有させることができる。なお、靭
性向上には0.05%以上の添加が望ましい。
【0025】(10) Mo 添加しなくてもよいが、耐孔食性、耐隙間腐食性を向上
させるので必要により添加する。添加する場合、有為な
効果を得るには 0.1%以上の含有が望ましい。
させるので必要により添加する。添加する場合、有為な
効果を得るには 0.1%以上の含有が望ましい。
【0026】しかし、3.0 %を超える含有は熱間加工性
低下させるため、上限を 3.0%とする。
低下させるため、上限を 3.0%とする。
【0027】(11) TiおよびNb これらの元素は添加しなくてもよいが、溶接の熱影響部
の耐食性低下や板の場合の冷間加工性向上の目的で、必
要に応じ添加する。添加する場合の含有量は、多すぎる
と効果が飽和し加工性を悪くするので、どちらの元素も
1.0%までである。添加の効果を発現させるには、どち
らも 0.005%以上の含有が望ましい。
の耐食性低下や板の場合の冷間加工性向上の目的で、必
要に応じ添加する。添加する場合の含有量は、多すぎる
と効果が飽和し加工性を悪くするので、どちらの元素も
1.0%までである。添加の効果を発現させるには、どち
らも 0.005%以上の含有が望ましい。
【0028】(12) N Cと同様、十分な耐食性を得るためには、その含有量は
少なければ少ないほどよい。顕著な影響が現われない限
界として、 0.015%以下に規制する。望ましいのは 0.0
08%以下である。
少なければ少ないほどよい。顕著な影響が現われない限
界として、 0.015%以下に規制する。望ましいのは 0.0
08%以下である。
【0029】(13) PおよびS どちらも製鋼原料から混入してくる不可避的不純物元素
であり、耐食性や加工性を低下させるので少なければ少
ないほどよい。顕著な影響の現われない限界としてそれ
ぞれPは0.02%以下、Sは0.01%以下が望ましい。
であり、耐食性や加工性を低下させるので少なければ少
ないほどよい。顕著な影響の現われない限界としてそれ
ぞれPは0.02%以下、Sは0.01%以下が望ましい。
【0030】
【実施例】表1に示す化学組成の鋼を真空溶解して、30
kgの鋼塊に鋳造した。鋳塊から平行部10mmφの高温延
性試験片を採取し、1100℃での高温延性引張試験を実施
した。引張速度は 1/sとし、絞り率から熱間加工性を
評価した。
kgの鋼塊に鋳造した。鋳塊から平行部10mmφの高温延
性試験片を採取し、1100℃での高温延性引張試験を実施
した。引張速度は 1/sとし、絞り率から熱間加工性を
評価した。
【0031】これらの鋳塊は、さらに熱間鍛造および熱
間圧延を施した後、 850℃に加熱後水冷の焼鈍をおこな
い、 1/4 幅のサブサイズVノッチシャルピー試験片を
採取し衝撃試験をおこなった。また、1100℃にて30分加
熱後水冷の熱処理の後、孔食発生電位測定用試験片を採
取した。孔食電位は2500 ppmB+ +1000ppm Cl- の空
気飽和溶液で、80℃にて、電位掃引速度20 mV/min と
して測定した。
間圧延を施した後、 850℃に加熱後水冷の焼鈍をおこな
い、 1/4 幅のサブサイズVノッチシャルピー試験片を
採取し衝撃試験をおこなった。また、1100℃にて30分加
熱後水冷の熱処理の後、孔食発生電位測定用試験片を採
取した。孔食電位は2500 ppmB+ +1000ppm Cl- の空
気飽和溶液で、80℃にて、電位掃引速度20 mV/min と
して測定した。
【0032】
【表1】
【0033】Gd含有量と高温引張試験の絞り率との関
係を図1に示す。図中測定点に付した数字は、表1の鋼
番号を示している。絞り率が50%以上あることを目標と
したが、Gd量増加とともに絞り率低下の傾向にあり、
他の成分がいずれも本発明の定める範囲内にあってもG
d量が 3%を超える鋼27では、目標値を大きく下回る結
果となっている。Gd量が 3%以内であっても、他の成
分が本発明範囲を外れる場合は絞り率が低く、とくにN
iが多い鋼番号24および25は熱間加工性が極めて悪い。
また、Yを添加した鋼 9〜11は、同じGd量レベルの鋼
と比較すれば熱間加工性の向上が認められる。
係を図1に示す。図中測定点に付した数字は、表1の鋼
番号を示している。絞り率が50%以上あることを目標と
したが、Gd量増加とともに絞り率低下の傾向にあり、
他の成分がいずれも本発明の定める範囲内にあってもG
d量が 3%を超える鋼27では、目標値を大きく下回る結
果となっている。Gd量が 3%以内であっても、他の成
分が本発明範囲を外れる場合は絞り率が低く、とくにN
iが多い鋼番号24および25は熱間加工性が極めて悪い。
また、Yを添加した鋼 9〜11は、同じGd量レベルの鋼
と比較すれば熱間加工性の向上が認められる。
【0034】衝撃試験の結果を図2に示す。Ni添加に
より衝撃値向上の傾向が認められるが、熱間加工性の劣
化から、 1%以下の含有にすべきである。
より衝撃値向上の傾向が認められるが、熱間加工性の劣
化から、 1%以下の含有にすべきである。
【0035】ステンレス鋼としての耐食性を表す孔食電
位の測定結果を図3に示す。通常孔食電位は、Cr
(%)+ 3Mo(%)− 3B(%)でほぼ整理でき、発
生電位の高いほど耐食性良好である。Cr量が低い鋼28
や、それぞれC、SまたはNが高い鋼20、23または26で
は、孔食電位は劣る。一方、鋼12〜15のようにTiまた
はNbを添加すると孔食電位は高くなる。
位の測定結果を図3に示す。通常孔食電位は、Cr
(%)+ 3Mo(%)− 3B(%)でほぼ整理でき、発
生電位の高いほど耐食性良好である。Cr量が低い鋼28
や、それぞれC、SまたはNが高い鋼20、23または26で
は、孔食電位は劣る。一方、鋼12〜15のようにTiまた
はNbを添加すると孔食電位は高くなる。
【0036】
【発明の効果】本発明のフェライト系ステンレス鋼は、
熱間加工性および耐食性にすぐれた、大きな熱中性子吸
収能力を有するものであって、従来使用されてきた含ボ
ロンオーステナイト系ステンレス鋼に代えて原子力関連
の核燃料輸送用容器、使用済核燃料保管用容器あるいは
ラック等に適用できるものである。
熱間加工性および耐食性にすぐれた、大きな熱中性子吸
収能力を有するものであって、従来使用されてきた含ボ
ロンオーステナイト系ステンレス鋼に代えて原子力関連
の核燃料輸送用容器、使用済核燃料保管用容器あるいは
ラック等に適用できるものである。
【図1】Gd含有量と、熱間加工性の指標である1100℃
の高温引張試験における絞り率との関係を示す図であ
る。
の高温引張試験における絞り率との関係を示す図であ
る。
【図2】Ni含有量と、衝撃値との関係を示す図であ
る。
る。
【図3】ステンレス鋼の耐食性を表すCr(%)+ 3M
o(%)− 3B(%)と、孔食電位との関係を示す図で
ある。
o(%)− 3B(%)と、孔食電位との関係を示す図で
ある。
Claims (1)
- 【請求項1】重量割合にて、C:0.01%未満、Si:
0.5%以下、Mn: 1.0%以下、Cr:13〜26%、B:
2.0%以下、Gd:0.05〜 3.0%、Al: 0.002〜 0.1
%、Y:0.30%以下、Ni: 1.0%以下、Mo: 3.0%
以下、N: 0.015%以下、Ti: 1.0%以下、Nb:1.
0 %以下を含有し、かつ、BとGdの含有量は、 {( 1− 0.015×B%)×B%}+( 4.4×Gd%)≧
1.0 を満足し、残部は不可避的不純物およびFeからなる熱
中性子吸収能力を有するフェライト系ステンレス鋼。
Priority Applications (7)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7203230A JPH0949066A (ja) | 1995-08-09 | 1995-08-09 | 熱中性子吸収用フェライト系ステンレス鋼 |
DE69608688T DE69608688T2 (de) | 1995-08-09 | 1996-08-08 | Rostfreier stahl mit hervorragenden thermisch-neutronen-adsorbtionseigenschaften |
CA002229002A CA2229002C (en) | 1995-08-09 | 1996-08-08 | Stainless steel having excellent thermal neutron absorption ability |
KR1019970709744A KR100278058B1 (ko) | 1995-08-09 | 1996-08-08 | 열중성자 흡수능이 우수한 페라이트계 스테인레스강 |
PCT/JP1996/002258 WO1997006286A1 (fr) | 1995-08-09 | 1996-08-08 | Aciers inoxydables particulierement utiles pour l'absorption de neutrons thermiques |
EP96926611A EP0844312B1 (en) | 1995-08-09 | 1996-08-08 | Stainless steels excellent in thermal neutron absorption |
KR1020000024931A KR100294354B1 (ko) | 1995-08-09 | 2000-05-10 | 열중성자 흡수능이 우수한 오스테나이트계 스테인레스강 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7203230A JPH0949066A (ja) | 1995-08-09 | 1995-08-09 | 熱中性子吸収用フェライト系ステンレス鋼 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0949066A true JPH0949066A (ja) | 1997-02-18 |
Family
ID=16470611
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7203230A Pending JPH0949066A (ja) | 1995-08-09 | 1995-08-09 | 熱中性子吸収用フェライト系ステンレス鋼 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0949066A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7267730B2 (en) * | 2004-04-02 | 2007-09-11 | Nippon Steel & Sumikin Stainless Steel Corporation | Ferrite stainless steel for automobile exhaust system member superior in thermal fatigue strength |
WO2011013366A1 (ja) * | 2009-07-28 | 2011-02-03 | 株式会社 東芝 | 中性子遮蔽材、その製造方法および使用済み燃料用キャスク |
CN110129687A (zh) * | 2019-06-03 | 2019-08-16 | 石建荣 | 一种抗超声空化腐蚀的稀土改性铁素体及超声波探头 |
CN114525451A (zh) * | 2022-02-08 | 2022-05-24 | 有研工程技术研究院有限公司 | 一种屏蔽型非等原子比高熵合金钢及其制备方法 |
-
1995
- 1995-08-09 JP JP7203230A patent/JPH0949066A/ja active Pending
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7267730B2 (en) * | 2004-04-02 | 2007-09-11 | Nippon Steel & Sumikin Stainless Steel Corporation | Ferrite stainless steel for automobile exhaust system member superior in thermal fatigue strength |
WO2011013366A1 (ja) * | 2009-07-28 | 2011-02-03 | 株式会社 東芝 | 中性子遮蔽材、その製造方法および使用済み燃料用キャスク |
JP2011027638A (ja) * | 2009-07-28 | 2011-02-10 | Toshiba Corp | 中性子遮蔽材、その製造方法および使用済み燃料用キャスク |
US8481986B2 (en) | 2009-07-28 | 2013-07-09 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Neutron shielding material, method of manufacturing the same, and cask for spent fuel |
US8624211B2 (en) | 2009-07-28 | 2014-01-07 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Neutron shielding material, method of manufacturing the same, and cask for spent fuel |
CN110129687A (zh) * | 2019-06-03 | 2019-08-16 | 石建荣 | 一种抗超声空化腐蚀的稀土改性铁素体及超声波探头 |
CN114525451A (zh) * | 2022-02-08 | 2022-05-24 | 有研工程技术研究院有限公司 | 一种屏蔽型非等原子比高熵合金钢及其制备方法 |
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