To study the corrosion of P-91 (9% chromium and 1% molybdenum) material with lead–lithium (Pb–Li) eutectic, two experiments were carried out in a forced convection loop, at eutectic temperature of 550 °C. The first experiment was carried out at a velocity of 15 cm s−1 for 1000 h and the second experiment, at a velocity of 30 cm s−1 for 2700 h. In both the experiments, P-91 sample coupons were exposed to Pb–Li flow in the presence and absence of magnetic field. Samples were analyzed using an optical microscope, scanning electron microscope (SEM) and electron probe micro-analyzer (EPMA). Micro-Vickers hardness testing was also carried out. Dissolution of elements into liquid metal is the main corrosion mechanism. Iron and chromium were selectively getting leached out from the near-surface region (∼4 µm) in the first experiment and molybdenum and manganese were also found leaching from a greater depth in the second experiment. The samples kept in the magnetic field showed a higher corrosion rate (∼320 µm/year) as compared with the corrosion rate (∼200 µm/year) of the samples kept in non-magnetic field regions. Hardness of the exposed samples was lower than the unexposed samples in both the experiments. Hardness was found to be low in the near-surface region for all the samples in both the experiments.
P-91(9%クロム、1%モリブデン)材料の鉛-リチウム(Pb-Li)共晶による腐食を研究するため、強制対流ループ内で2つの実験を550℃の共晶温度で実施した。第1の実験は15 cm s⁻¹の流速で1000時間、第2の実験は30 cm s⁻¹の流速で2700時間行った。両実験において、P-91試験片は磁場の存在下および非存在下でPb-Li流に曝露した。試料は光学顕微鏡、走査型電子顕微鏡(SEM)、電子プローブマイクロアナライザー(EPMA)を用いて分析した。また、マイクロビッカース硬さ試験も実施した。液体金属中への元素の溶出が主な腐食機構である。第1の実験ではクロムと鉄が表面近傍領域(約4 µm)から選択的に溶出し、第2の実験ではモリブデンとマンガンもより深い領域から溶出していることが確認された。磁場中に保持された試料は、非磁場領域の試料の腐食速度(約200 µm/年)と比較して、より高い腐食速度(約320 µm/年)を示した。両実験において、曝露試料の硬さは未曝露試料よりも低かった。また、すべての試料において、表面近傍領域で硬さが低いことが確認された。