ステライト6K超合金 結晶配向鋳造 原子炉部品 ワークショップ

ステライト6K部品の結晶配向鋳造における中核技術

1. ワックスパターン設計 摩耗が重要な形状（ガイドスリーブ、シールディスク、バルブシート）に対して、寸法公差±0.05 mmの高精度ワックスパターンが開発されます。

2. シェルモールド製造 多層セラミックシェル（6–8 mm）が構築され、方向性凝固中の強度と熱制御を実現します。

3. 真空誘導溶解 ステライト6Kは、真空（≤10⁻³ Pa）下で約1450°Cに溶解され、酸化を防止し炭素含有量を制御します。

4. 結晶配向凝固 モールドは、結晶が主要摩耗方向に配向するように設計され、稼働上重要な領域の硬度と耐浸食性を向上させます。

5. シェル除去と洗浄 鋳造後、高圧ブラストと化学浸出を用いてモールドを除去し、微細なエッジ形状を保持します。

6. 熱処理 溶体化処理と時効処理を適用し、炭化物分散を最適化し、組織硬度を向上させます。

7. CNCおよび放電加工仕上げ 複雑なシール面、ロック溝、組立穴は、CNC加工と放電加工で最終仕上げされます。

8. 検査と認証 超音波およびX線検査、三次元測定機、硬度検証により、原子炉グレードの信頼性を確保します。

原子力用途におけるステライト6Kの材料特性

• 硬度: 鋳造後 44–48 HRC（熱処理後は最大52 HRCまで向上）

• 耐食性: 水化学、ホウ酸溶液、蒸気環境において優れる

• 耐摩耗性: 滑り、ガーリング、キャビテーションに対して卓越

• 熱安定性: 最大800°Cまでの連続使用が可能

• 結晶配向: 主応力/摩耗ベクトルに合わせて制御

• 放射線適合性: 原子炉炉心組立体での実証済み性能

ケーススタディ：加圧水型原子炉（PWR）用ステライト6Kバルブシートおよびガイドスリーブ

プロジェクト背景

ニューウェイ・エアロテックは、高圧高温下で作動する加圧水型原子炉（PWR）用のステライト6Kバルブシート、摩耗リング、ロッドガイドスリーブの製造を受注しました。要件には、高表面硬度、優れた寸法安定性、および繰り返し作動サイクル中の摩耗を低減するための方向性結晶配向が含まれていました。