JPS59226158A - 高耐食燃料構造部材の製造法 - Google Patents
高耐食燃料構造部材の製造法Info
- Publication number
- JPS59226158A JPS59226158A JP9931583A JP9931583A JPS59226158A JP S59226158 A JPS59226158 A JP S59226158A JP 9931583 A JP9931583 A JP 9931583A JP 9931583 A JP9931583 A JP 9931583A JP S59226158 A JPS59226158 A JP S59226158A
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- Japan
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- annealing
- cold rolling
- corrosion resistance
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は、優れた耐食性を有する燃料構造部材の製造法
に関するものである。
に関するものである。
ジルコニウム合金は、熱中性子吸収断面積が小さいこと
及び優れた耐食性を有していることがら原子炉の燃料構
造部材として広く使用されている。
及び優れた耐食性を有していることがら原子炉の燃料構
造部材として広く使用されている。
現在の実炉の運転条件下では、その機能を充分に果して
いるが、将来運転期間の長期化をはかるためには、さら
に耐食性を向上させる必要がある。
いるが、将来運転期間の長期化をはかるためには、さら
に耐食性を向上させる必要がある。
耐食性向上のためにβクエンチと称される熱処理法が公
知である。βクエンチ法とは、ジルコニウム合金をβ相
生成温度範囲：約８３０Ｃ以上に加熱し、水冷等の方法
によシ急冷する液体化処理である。βクエンチしたまま
のジルコニウム合金においては、とくに延性、クリープ
強度の低下が著しく、燃料被覆管あるいは燃料スペーサ
等燃料構造部材をその最終工程でβクエンチするのは好
しくない。
知である。βクエンチ法とは、ジルコニウム合金をβ相
生成温度範囲：約８３０Ｃ以上に加熱し、水冷等の方法
によシ急冷する液体化処理である。βクエンチしたまま
のジルコニウム合金においては、とくに延性、クリープ
強度の低下が著しく、燃料被覆管あるいは燃料スペーサ
等燃料構造部材をその最終工程でβクエンチするのは好
しくない。
本発明の目的は、高耐食性と優れた機械的性質（とくに
延性及び耐クリープ強度）とを兼備した高耐食燃料構造
部材の製造法を提供することにある。
延性及び耐クリープ強度）とを兼備した高耐食燃料構造
部材の製造法を提供することにある。
本発明。は、βクエンチによシ高耐食化したジルコニウ
ム合金は、βクエンチ後の冷間圧延及び冷間圧延後の焼
なまし条件によっては著しく耐食性が劣下するという新
規な発見にもとづくものである。すなわち、βクエンチ
によシ、低下した延性及び耐クリープ強度は、冷間圧延
及び焼なましを２回以上繰返すことによシ回復するが、
βクエンチ時の加熱温度が低いために、未溶解の金属間
化合物相（主にｚｒ （Ｃｒ、Ｆｅ）２）が多く残存し
冷間圧延後の焼なましによシ析出が促進され、限界量以
上の析出量となるか、あるいは冷間圧延後の焼なまし温
度が高すぎるために、限界量以上の金属間化合物相が析
出して耐食性が劣下する場合がある。
ム合金は、βクエンチ後の冷間圧延及び冷間圧延後の焼
なまし条件によっては著しく耐食性が劣下するという新
規な発見にもとづくものである。すなわち、βクエンチ
によシ、低下した延性及び耐クリープ強度は、冷間圧延
及び焼なましを２回以上繰返すことによシ回復するが、
βクエンチ時の加熱温度が低いために、未溶解の金属間
化合物相（主にｚｒ （Ｃｒ、Ｆｅ）２）が多く残存し
冷間圧延後の焼なましによシ析出が促進され、限界量以
上の析出量となるか、あるいは冷間圧延後の焼なまし温
度が高すぎるために、限界量以上の金属間化合物相が析
出して耐食性が劣下する場合がある。
本発明は、溶体化処理温度を９００Ｃ以−ヒとすること
により、溶体化処理にひきつづいて施される冷間圧延及
び焼なましによって析出する金属間化合物相の量が限界
量を越えないようにしたものである。
により、溶体化処理にひきつづいて施される冷間圧延及
び焼なましによって析出する金属間化合物相の量が限界
量を越えないようにしたものである。
〔発明の実施例〕
実施例１
第１図は、溶体化処理した板材の冷間圧延性に及ぼす溶
体化処理温度の影響を示す。板厚は、１０ｍｍ及び２Ｎ
の２種類である。溶体化処理は、所定の温度に１０分間
保持後直ちに水温６０ｃの温水中で急冷する方法で行っ
た。加熱温度の最高１直から、５００ Ｃ４での平均冷
却速度は６ｏｃ／Ｓ〜３００Ｕ／ｓであった。第１図よ
シ、割れが発生する加工度（板厚減少率）は、溶体化処
理温度が高く々るに従って減少し、溶体化処理温度９３
０Ｃ以上では、はぼ一定値（板厚１０ｗ＋ｍの場合約３
０チ、板厚２１１１１１の場合約４５％）となることが
わかる。
体化処理温度の影響を示す。板厚は、１０ｍｍ及び２Ｎ
の２種類である。溶体化処理は、所定の温度に１０分間
保持後直ちに水温６０ｃの温水中で急冷する方法で行っ
た。加熱温度の最高１直から、５００ Ｃ４での平均冷
却速度は６ｏｃ／Ｓ〜３００Ｕ／ｓであった。第１図よ
シ、割れが発生する加工度（板厚減少率）は、溶体化処
理温度が高く々るに従って減少し、溶体化処理温度９３
０Ｃ以上では、はぼ一定値（板厚１０ｗ＋ｍの場合約３
０チ、板厚２１１１１１の場合約４５％）となることが
わかる。
管材の冷間圧延における熱処理条件に加工限界を求める
ことは圧延機の性質上困難であるが、肉厚１０簡管外径
６５■の同様の溶体化処理を施した管材を使用し、ピル
ガミルによシ管肉厚４．４ ｍｍ 。
ことは圧延機の性質上困難であるが、肉厚１０簡管外径
６５■の同様の溶体化処理を施した管材を使用し、ピル
ガミルによシ管肉厚４．４ ｍｍ 。
管外径３５咽に冷間圧延した場合（肉厚減少率＝５６襲
、断面積減少率ニア５．５％）割れは発生しなかり７’
ｃ。
、断面積減少率ニア５．５％）割れは発生しなかり７’
ｃ。
第２図は、溶体化処理後４０％冷間圧延を施した板材断
面の硬さに及ぼす焼なまし温度の影響を示す。・、今２
口はそれぞれ９３０Ｃ，９６０Ｃ。
面の硬さに及ぼす焼なまし温度の影響を示す。・、今２
口はそれぞれ９３０Ｃ，９６０Ｃ。
１ｏｏｏｔｒでの溶体化処理材の硬さを示す。第２図よ
り、６０００以上の温度で焼なまずことによシ冷間圧延
によシ硬化した硬さは１６０〜１７０ＨＨｖまで低下す
ることがわかる。
り、６０００以上の温度で焼なまずことによシ冷間圧延
によシ硬化した硬さは１６０〜１７０ＨＨｖまで低下す
ることがわかる。
第３図は、溶体化処理のままのジルカロイ−２材及び溶
体化処理後５００ｃ〜５ｏｏｔ：’で焼なましたジルカ
ロイ−２材を温度：５０（ｌ圧カニ１０５ Ｋｙ ５
／ ｃｒｌの水蒸気中にて５０時間保持し、ノジュラ腐
食の発生状況を調べた結果を示す。○はノジュラ腐食が
発生せず健全な黒色の表面を有していることを示し、×
はノジュラ腐食が発生したことを示している。第４図は
、溶体化処理後冷間圧延（４０％）を施し、その仮焼な
ましだジルカロイ−２材の腐食試験結果を示す。第４図
よシ冷間圧延を施した場合、第３図に比較して高耐食域
（！＋線部）が狭くなることがわかる。すなわち、溶体
化処理温度８７０Ｕ〜９００ｔ：’の範囲では、焼なま
し温度は５５０ｃ以下、溶体化処理温度９３０υ〜１０
００ｔＧの範囲では、焼なまし温度は６３０Ｃ以下でな
ければならないことがわかる。
体化処理後５００ｃ〜５ｏｏｔ：’で焼なましたジルカ
ロイ−２材を温度：５０（ｌ圧カニ１０５ Ｋｙ ５
／ ｃｒｌの水蒸気中にて５０時間保持し、ノジュラ腐
食の発生状況を調べた結果を示す。○はノジュラ腐食が
発生せず健全な黒色の表面を有していることを示し、×
はノジュラ腐食が発生したことを示している。第４図は
、溶体化処理後冷間圧延（４０％）を施し、その仮焼な
ましだジルカロイ−２材の腐食試験結果を示す。第４図
よシ冷間圧延を施した場合、第３図に比較して高耐食域
（！＋線部）が狭くなることがわかる。すなわち、溶体
化処理温度８７０Ｕ〜９００ｔ：’の範囲では、焼なま
し温度は５５０ｃ以下、溶体化処理温度９３０υ〜１０
００ｔＧの範囲では、焼なまし温度は６３０Ｃ以下でな
ければならないことがわかる。
第２図よシ５００Ｃでの焼なましでは焼なましが充分で
なく、ひきつづき冷間圧延を行うことがむずかしい。よ
って、９３０ｔ：’〜１０００ｔ：’の温度範囲で溶体
化処理を施し、冷間圧延後、約６００Ｃで焼なましを行
うことによシ冷間圧延性及び高耐食性を兼備させうろこ
とがわかる。
なく、ひきつづき冷間圧延を行うことがむずかしい。よ
って、９３０ｔ：’〜１０００ｔ：’の温度範囲で溶体
化処理を施し、冷間圧延後、約６００Ｃで焼なましを行
うことによシ冷間圧延性及び高耐食性を兼備させうろこ
とがわかる。
実施例２
第５図は、スペーサ材及び、燃料被覆管の製造工程を示
す。真空溶解によシ製造したジルカロイ−２インゴツト
にβ鍛造、溶体化処理及び熱間圧延あるいは熱間押出し
を施すことによりジルカロイ−２素材を作製した。スペ
ーサ材においては、ジルカロイ−２素材は板材であシ、
燃料被覆管においては管材である。
す。真空溶解によシ製造したジルカロイ−２インゴツト
にβ鍛造、溶体化処理及び熱間圧延あるいは熱間押出し
を施すことによりジルカロイ−２素材を作製した。スペ
ーサ材においては、ジルカロイ−２素材は板材であシ、
燃料被覆管においては管材である。
かかるジルカロイ−２素材に、冷間圧延及び６００Ｃの
焼なましを施しだ後９３０Ｃ〜１０００Ｃの温度範囲で
溶体化処理を施し、冷間圧延、及び６００Ｃでの焼なま
しを２回繰返し、所定の寸法形状を有する燃料スペーサ
及び燃料被覆管を製造した。かかる燃料スペーサ及び燃
料被覆管は高耐食性を有していることを確認した。燃料
被覆管の１回の冷間圧延において、断面減少率は６０％
〜８０チの範囲であシ、燃料スペーサにおいては、板厚
減少率３０チ〜４５％であった。
焼なましを施しだ後９３０Ｃ〜１０００Ｃの温度範囲で
溶体化処理を施し、冷間圧延、及び６００Ｃでの焼なま
しを２回繰返し、所定の寸法形状を有する燃料スペーサ
及び燃料被覆管を製造した。かかる燃料スペーサ及び燃
料被覆管は高耐食性を有していることを確認した。燃料
被覆管の１回の冷間圧延において、断面減少率は６０％
〜８０チの範囲であシ、燃料スペーサにおいては、板厚
減少率３０チ〜４５％であった。
さらに、ジルカロイ−２素材に直接溶体化処理を施し第
５図（ｂ）に示す製造工程に従って、燃料被料被覆管及
びスペーサを製造したがいずれも高耐食性を有している
ことを確認した。
５図（ｂ）に示す製造工程に従って、燃料被料被覆管及
びスペーサを製造したがいずれも高耐食性を有している
ことを確認した。
本発明によれば、高耐食性及び優れた機械的性質を有す
る燃料構造部材が得られ、運転期間が長期化しても使用
し得る燃料構造部材が提供できる。
る燃料構造部材が得られ、運転期間が長期化しても使用
し得る燃料構造部材が提供できる。
第１図は、加工度に及ぼす溶体化処理温度の影響を示す
線図、第２図は、冷間圧延材の硬さに及ぼす焼なまし温
度の影響を示す線図、第３図及び第４図は、耐食性に及
ばず溶体化処理温度及赫焼なまし温度の影響を示した状
態図、第５図は、高耐食燃料構造部材の製造工程図であ
る。 名砕化足理シ昆皮（’Ｃう ’＄、 ３１Ｂ 銹５４李（ＹメσＰＰ扁度（”Ｃ］
線図、第２図は、冷間圧延材の硬さに及ぼす焼なまし温
度の影響を示す線図、第３図及び第４図は、耐食性に及
ばず溶体化処理温度及赫焼なまし温度の影響を示した状
態図、第５図は、高耐食燃料構造部材の製造工程図であ
る。 名砕化足理シ昆皮（’Ｃう ’＄、 ３１Ｂ 銹５４李（ＹメσＰＰ扁度（”Ｃ］
Claims (1)
- １、真空溶解、β鍛造、溶体化処理、熱間圧延及び焼な
ましを施すことによシ製造されたジルコニウム基合金素
材に、冷間圧延及び焼なましを交互に繰シ返し施す原子
炉内構造部材の製造工程において、いずれかの冷間圧延
の前に９０００以上の温度範囲で加熱し急冷する溶体化
処理を施し、冷間圧延後の焼なましは、６３００以下の
温度範囲で行うことを特徴とする高耐食燃料構造部材の
製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9931583A JPS59226158A (ja) | 1983-06-06 | 1983-06-06 | 高耐食燃料構造部材の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9931583A JPS59226158A (ja) | 1983-06-06 | 1983-06-06 | 高耐食燃料構造部材の製造法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59226158A true JPS59226158A (ja) | 1984-12-19 |
Family
ID=14244201
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9931583A Pending JPS59226158A (ja) | 1983-06-06 | 1983-06-06 | 高耐食燃料構造部材の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59226158A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61143572A (ja) * | 1985-11-22 | 1986-07-01 | Hitachi Ltd | ジルコニウム基合金管の製造法 |
| JPS61163254A (ja) * | 1985-01-10 | 1986-07-23 | コンパニー・ユーロペンヌ・ドユ・ジルコニウム・セジユス | ジルコニウム合金製ストリツプの製造方法 |
| US5674330A (en) * | 1994-08-30 | 1997-10-07 | Compagnie Europeene Du Zirconium Cezus | Process for the production of zirconium alloy sheet metal having good resistance to nodular corrosion and to deformation under irradiation |
| CN104264087A (zh) * | 2014-10-16 | 2015-01-07 | 苏州热工研究院有限公司 | 一种Zr-Nb-Cu系合金的制备方法 |
-
1983
- 1983-06-06 JP JP9931583A patent/JPS59226158A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61163254A (ja) * | 1985-01-10 | 1986-07-23 | コンパニー・ユーロペンヌ・ドユ・ジルコニウム・セジユス | ジルコニウム合金製ストリツプの製造方法 |
| JPS61143572A (ja) * | 1985-11-22 | 1986-07-01 | Hitachi Ltd | ジルコニウム基合金管の製造法 |
| JPS6331544B2 (ja) * | 1985-11-22 | 1988-06-24 | Hitachi Ltd | |
| US5674330A (en) * | 1994-08-30 | 1997-10-07 | Compagnie Europeene Du Zirconium Cezus | Process for the production of zirconium alloy sheet metal having good resistance to nodular corrosion and to deformation under irradiation |
| CN104264087A (zh) * | 2014-10-16 | 2015-01-07 | 苏州热工研究院有限公司 | 一种Zr-Nb-Cu系合金的制备方法 |
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