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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- Heat Treatment Of Nonferrous Metals Or Alloys (AREA)
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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