SA508フェライト鋼上のNi–Fe合金およびInconelの成功裏にバター状に堆積した depositの金属学的特性評価と拡散研究

本研究は、原子力発電所で使用されるフェライト系およびオーステナイト系ステンレス鋼の異種金属溶接（DMW）における炭素拡散の主要な問題を調査することを目的としています。このようなDMW接合部では、Inconel 82がフェライト鋼上にガスタングステンアーク溶接（GTAW）プロセスを使用して堆積されることが多いですが、炭素拡散に関連する問題は依然として存在します。本研究では、Ni–Fe合金（ERNiFe-CI）とInconel 82（ERNiCr-3）が、ガスメタルアーク溶接（GMAW）プロセスを用いて連続的に堆積されました。堆積のためにSA508Gr.3Cl.1フェライト鋼の基材が使用されました。最初のバッファ層としてNi–Fe合金がGTAWで堆積され、最初に低い熱入力を得るために、その後の堆積はバッファ層の上にGMAWを用いて行われました。DMW接合部の操作温度がフェライト鋼からバターゾーンへの炭素移動に与える影響を、450°Cで240時間の熱老化を行うことによって調査しました。異なる老化温度における炭素の拡散率が定量化されました。バター状の堆積物の効果は、金属学的特性および炭素拡散に関して、熱流分析、電子プローブマイクロ分析（EPMA）、光学放射分光法（OES）、融合界面でのマルテンサイト形成分析、融合界面におけるマイクロ硬度の変化、および微細構造の進化を行うことによって対処されました。融合界面で大きな量のマルテンサイトが形成され、その後の応力緩和の効果が考慮されました。連続的なバター状の堆積による炭素拡散の重要な減少と好ましい金属学的特性の結果、原子力発電所におけるGTAWプロセスに対してコスト効果の高いGMAWによるDMW接合部の寿命を延ばす可能性があります。