AbstractVanadium alloys have been identified as a leading candidate material for fusion first-wall—blanket applications. Certain vanadium alloys exhibit favorable safety and environmental characteristics, good fabricability, high temperature and heat load capability, good compatibility with liquid metals and resistance to irradiation damage effects. The current focus is on vanadium alloys with (3–5)% Cr and (3–5)% Ti, with a V4Cr4Ti alloy as the leading candidate.The available database indicates that the VCrTi alloys provide the following advantages: 1.(1)|These alloys are readily formable and weldable; however, atmospheric contamination must be avoided during welding and high temperature processing.2.(2)|The relatively high thermal conductivity and low thermal expansion provide for a high heat load capability.3.(3)|These alloys exhibit good high temperature tensile and creep properties which permit high temperature operation.4.(4)|VCrTi alloys exhibit low long-term activation and low radioactive decay heat which provide safety and environmental advantages.5.(5)|These alloys are characteristically resistant to liquid metal corrosion.6.(6)|Alloys with a few per cent titanium are highly resistant to irradiation-induced swelling, which provides for the possibility of long lifetime.7.(7)|Results obtained to date indicate that the V4Cr4Ti alloy is highly resistant to irradiation-induced degradation of the mechanical properties.Substantial progress has been made in the development of these alloys for fusion application. Larger heats of the V4Cr4Ti alloy have been prepared in the USA and Russia. The baseline property database has been expanded. Recent results indicate that these alloys are resistant to irradiation damage. The irradiation-induced swelling is low, the uniform elongation of alloys irradiated at 400–600 °C remains above 8% and the ductile—brittle transition temperature of the V4Cr4Ti alloy after irradiation remains well below room temperature.Preliminary results indicate that the crack growth rates of certain alloys are not highly sensitive to irradiation. Results from the dynamic helium charging experiment (DHCE) which simulates fusion relevant helium/dpa ratios are similar to results from neutron-irradiated material.
バナジウム合金は、核融合炉の第一壁およびブランケット応用における主要な候補材料として特定されている。特定のバナジウム合金は、好ましい安全性および環境特性、優れた加工性、高い熱負荷耐性、液体金属との良好な適合性、ならびに照射損傷に対する耐性を示す。現在の焦点は、(3〜5)% Crおよび(3〜5)% Tiを含有するバナジウム合金に置かれており、V-4Cr-4Ti合金が主要な候補となっている。利用可能なデータベースによれば、V-Cr-Ti合金は以下の利点を提供する：(1) これらの合金は容易に成形および溶接が可能であるが、溶接および高温加工中は大気汚染を回避しなければならない。(2) 比較的高い熱伝導率と低い熱膨張により、高い熱負荷耐性がもたらされる。(3) これらの合金は、高温運転を可能にする優れた高温引張特性およびクリープ特性を示す。(4) V-Cr-Ti合金は、低い長期放射化と低い放射性崩壊熱を示し、安全性および環境上の利点をもたらす。(5) これらの合金は、液体金属腐食に対する特徴的な耐性を有する。(6) 数パーセントのチタンを含有する合金は、照射誘起スエリングに対して高い耐性を示し、長寿命の可能性を提供する。(7) これまでに得られた結果は、V-4Cr-4Ti合金が機械的特性の照射誘起劣化に対して高い耐性を有することを示している。これらの合金の核融合応用への開発においては、 substantialな進歩が達成されている。V-4Cr-4Ti合金の大型溶解材は、米国およびロシアにおいて製造されている。基準となる特性データベースは拡充されている。最近の結果は、これらの合金が照射損傷に対して耐性を有することを示している。照射誘起スエリングは低く、400〜600 °Cで照射された合金の均一伸びは8%以上を維持し、V-4Cr-4Ti合金の照射後の延性-脆性遷移温度は室温を十分に下回ったままである。予備的な結果は、特定の合金のき裂成長速度が照射に対して高い感受性を示さないことを示している。核融合関連のヘリウム/dpa比を模擬する動的ヘリウムチャージ実験(DHCE)の結果は、中性子照射材料の結果と類似している。