JPS6299445A - 熱中性子吸収能および高温強度に優れたアルミニウム合金の製造法 - Google Patents
熱中性子吸収能および高温強度に優れたアルミニウム合金の製造法Info
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- JPS6299445A JPS6299445A JP23899585A JP23899585A JPS6299445A JP S6299445 A JPS6299445 A JP S6299445A JP 23899585 A JP23899585 A JP 23899585A JP 23899585 A JP23899585 A JP 23899585A JP S6299445 A JPS6299445 A JP S6299445A
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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】
［産業上の利用分野１
本発明は熱中性子吸収能および高温強度に優れたアルミ
ニウム合金の製造法に閑し、さらに詳しくは、主に使用
済核燃料を取扱う施設および設備に利用される熱中性子
吸収能および高温強度に優れたアルミニウム合金の製造
法に関する。
ニウム合金の製造法に閑し、さらに詳しくは、主に使用
済核燃料を取扱う施設および設備に利用される熱中性子
吸収能および高温強度に優れたアルミニウム合金の製造
法に関する。
［従来技術１
一般に、各種原子炉設備、再処理施設および核燃料物質
貯蔵施設等の核燃料物質を使用する施設や運搬する設備
等においては、核燃料物質に基本的に要求されるのが“
未臨界性の確保”である。
貯蔵施設等の核燃料物質を使用する施設や運搬する設備
等においては、核燃料物質に基本的に要求されるのが“
未臨界性の確保”である。
ところで、２３５−Ｕ、２３９−Ｐｕ等の核***性物質
は熱中性子（〜数ｅＶ）に対して、核***を起し易いた
めこれを吸収し熱中性子束を下げて、未臨界性を高める
必要があり、これらの施設、設備においては熱中性子吸
収能の高い金属材料が多く使用されている。
は熱中性子（〜数ｅＶ）に対して、核***を起し易いた
めこれを吸収し熱中性子束を下げて、未臨界性を高める
必要があり、これらの施設、設備においては熱中性子吸
収能の高い金属材料が多く使用されている。
特に、近年になって、商業用原子炉においては核燃料の
高燃焼度化に伴なう高濃縮度化が進んでおり、また、研
究用原子炉においてはこれより海かに高い濃縮度の核燃
料が使用されており、そのために、使用済核燃料の輸送
や貯蔵の容器（以下単にバスケットということがある。
高燃焼度化に伴なう高濃縮度化が進んでおり、また、研
究用原子炉においてはこれより海かに高い濃縮度の核燃
料が使用されており、そのために、使用済核燃料の輸送
や貯蔵の容器（以下単にバスケットということがある。
）においても、従来よりさらに熱中性子吸収能の高い金
属材料が必要になってぎでいる。
属材料が必要になってぎでいる。
また、使用済核燃料の崩壊熱によりバスケットは、さら
に高温にさらされるようになり、そして、２００〜３０
０″Ｃという高温になるといわれ、そのため、高温強度
の高い金属材料が必要になってきている。
に高温にさらされるようになり、そして、２００〜３０
０″Ｃという高温になるといわれ、そのため、高温強度
の高い金属材料が必要になってきている。
このような金属材料として、いままでにＢ（ボロン）の
熱中性子吸収能の優れた特性を利用して、ボラール（Ｂ
ｒｏｏｋｓ＆Ｐｅｒｋｉｎｓ社の商品名）、Ｂ、ＣとＣ
ｕの混合焼結材を鋳ぐるんだアルミニウム合金、Ｂ含有
アルミニウム合金等があるが、熱中性子吸収能のさらに
優れたアルミニウム合金が要求されている。
熱中性子吸収能の優れた特性を利用して、ボラール（Ｂ
ｒｏｏｋｓ＆Ｐｅｒｋｉｎｓ社の商品名）、Ｂ、ＣとＣ
ｕの混合焼結材を鋳ぐるんだアルミニウム合金、Ｂ含有
アルミニウム合金等があるが、熱中性子吸収能のさらに
優れたアルミニウム合金が要求されている。
［発明が解決しようとする問題点］
本発明は上記に説明したように、従来における熱中性子
吸収能を有する材料および本発明者が先に提案し出願を
完了しているアルミニウム合金と熱中性子吸収能は同等
以」二であるが、特に高温強度に優れたアルミニウム合
金について研究を行なった結果、高温強度と熱中性子吸
収能が著しく優れており、鋳造性、展伸加工性、成形加
工性も極めて良好である熱中性子吸収能および高温強度
に優れたアルミニウム合金の製造法を開発したのである
。
吸収能を有する材料および本発明者が先に提案し出願を
完了しているアルミニウム合金と熱中性子吸収能は同等
以」二であるが、特に高温強度に優れたアルミニウム合
金について研究を行なった結果、高温強度と熱中性子吸
収能が著しく優れており、鋳造性、展伸加工性、成形加
工性も極めて良好である熱中性子吸収能および高温強度
に優れたアルミニウム合金の製造法を開発したのである
。
Ｅ問題点を解決するための手段１
本発明に係る熱中性子吸収能に優れたアルミニウム合金
の製造法の特徴とするところは、Ｇｄ ０．２〜３０田
Ｌ％、Ｍｇ ０．５〜６＋ｕｔ％を含有し、さらに、 Ｍｎ １ｕ＋ｊ％以下、Ｃｒ ０．３ｕ＋ｔ％以下、Ｚ
ｒ Ｏ８：３ｕ＋１％、Ｖ ０．３ｗｔ％以下、Ｂ ３
ｕ＋ｔ％以下、Ｌｉ５ｕｌｔ％以下、Ｓｉ］ｕ＋ｔ％以
下、Ｚｎ ］、ｕ＋ｔ％以下、Ｃｕ １ｕｓｔ％以下、
Ｎｉ２ｗｔ％以下、Ｔｉｌす１％以下 のうちから選んだ１腫または２種以上 を含有し、残部Ａ１および不可避不純物からなるアルミ
ニウム合金の鋳塊の結晶粒の大きさを５■以下とし、４
００〜５５０℃の温度において２時間以上の均熱処理を
行なうことにある。
の製造法の特徴とするところは、Ｇｄ ０．２〜３０田
Ｌ％、Ｍｇ ０．５〜６＋ｕｔ％を含有し、さらに、 Ｍｎ １ｕ＋ｊ％以下、Ｃｒ ０．３ｕ＋ｔ％以下、Ｚ
ｒ Ｏ８：３ｕ＋１％、Ｖ ０．３ｗｔ％以下、Ｂ ３
ｕ＋ｔ％以下、Ｌｉ５ｕｌｔ％以下、Ｓｉ］ｕ＋ｔ％以
下、Ｚｎ ］、ｕ＋ｔ％以下、Ｃｕ １ｕｓｔ％以下、
Ｎｉ２ｗｔ％以下、Ｔｉｌす１％以下 のうちから選んだ１腫または２種以上 を含有し、残部Ａ１および不可避不純物からなるアルミ
ニウム合金の鋳塊の結晶粒の大きさを５■以下とし、４
００〜５５０℃の温度において２時間以上の均熱処理を
行なうことにある。
本発明に係る熱中性子吸収能および高温強度に優れたア
ルミニウム合金の製造法について以下詳細に説明する。
ルミニウム合金の製造法について以下詳細に説明する。
先ず、本発明に係る熱中性子吸収能および高温強度に優
れたアルミニウム合金の製造法において使用するアルミ
ニウム合金の含有成分および成分割合について説明する
。
れたアルミニウム合金の製造法において使用するアルミ
ニウム合金の含有成分および成分割合について説明する
。
Ｇｄは熱中性子吸収能を付り、する重要な元素であり、
含有量が０，２ｕ＋Ｌ％未満ではその効果が少なく、か
つ、従来材よりも小さくなり、また、３０υ＋Ｌ％を越
えて含有されると鋳造ヤ１．が悪くなり、鋳塊の製造が
困難となり、さらに、圧延、押出し等の成形加工性も悪
くなり製品となり難くなる。よって、Ｇｄ含有量は０．
２〜３０ｗｔ％とする。
含有量が０，２ｕ＋Ｌ％未満ではその効果が少なく、か
つ、従来材よりも小さくなり、また、３０υ＋Ｌ％を越
えて含有されると鋳造ヤ１．が悪くなり、鋳塊の製造が
困難となり、さらに、圧延、押出し等の成形加工性も悪
くなり製品となり難くなる。よって、Ｇｄ含有量は０．
２〜３０ｗｔ％とする。
Ｍｇは常温強度のみならず、高温強度を付与するのに有
効な元素であり、含有量が０．５ｕ＋ｔ％未満ではその
効果が少なく、まｔこ、６ｕ＋ｔ％を越えて含有される
と圧延、押出し等の展伸加工性が悪くなり、かつ、耐蝕
性が劣化し、さらに、溶接性も悪くなる。よって、Ｍｇ
含有量は０．５〜６ｕ＋ｔ％とする。
効な元素であり、含有量が０．５ｕ＋ｔ％未満ではその
効果が少なく、まｔこ、６ｕ＋ｔ％を越えて含有される
と圧延、押出し等の展伸加工性が悪くなり、かつ、耐蝕
性が劣化し、さらに、溶接性も悪くなる。よって、Ｍｇ
含有量は０．５〜６ｕ＋ｔ％とする。
Ｍｎ、 Ｃｒ、 Ｚｒ、■は常温強度、靭性、耐蝕性を
向上させる元素であり、かつ、高温強度を向上させる効
果があ１）、含有量がＭｎ１ｗｔ％、Ｃｒ ０．３ｗｔ
％、Ｚｒ ０１３ｕ＋ｔ％、Ｖ ０．３ｗｔ％を夫々越
えて含有されると効果の向上は期待できず、靭性、耐蝕
性を劣化させる巨大化合物が生成し易くなる。しかし、
Ｃｒは放射化するので待に含有させる必要がなければ含
有させない方がよい。よって、Ｍｎ含有量は１ｗｔ％以
下、Ｃｒ含有量は０．３す１％以下、Ｚｒ含有量は０，
３ｗｔ％以下、■含有量は０．３ｕ＋ｔ％以下とする。
向上させる元素であり、かつ、高温強度を向上させる効
果があ１）、含有量がＭｎ１ｗｔ％、Ｃｒ ０．３ｗｔ
％、Ｚｒ ０１３ｕ＋ｔ％、Ｖ ０．３ｗｔ％を夫々越
えて含有されると効果の向上は期待できず、靭性、耐蝕
性を劣化させる巨大化合物が生成し易くなる。しかし、
Ｃｒは放射化するので待に含有させる必要がなければ含
有させない方がよい。よって、Ｍｎ含有量は１ｗｔ％以
下、Ｃｒ含有量は０．３す１％以下、Ｚｒ含有量は０，
３ｗｔ％以下、■含有量は０．３ｕ＋ｔ％以下とする。
ＢはＧｄと同様に熱中性子吸収能を有する元素であり、
Ｇｄと共に含有させることによりＡｌ−Ｇｄ系合金に存
在するＡ１３Ｇｄの晶出化合物を微細均一に分散させて
、熱中性子吸収能の偏在を少なくし、含有量が３１％を
越えて含有させると鋳造性が悪くなり、かつ、高温強度
が低下する。よって、Ｂ含有量は３ｕ＋ｔ％以下とする
。
Ｇｄと共に含有させることによりＡｌ−Ｇｄ系合金に存
在するＡ１３Ｇｄの晶出化合物を微細均一に分散させて
、熱中性子吸収能の偏在を少なくし、含有量が３１％を
越えて含有させると鋳造性が悪くなり、かつ、高温強度
が低下する。よって、Ｂ含有量は３ｕ＋ｔ％以下とする
。
ＬｉはＢと同様に熱中性子吸収能を有する元素であり、
かつ、Ａｌ−Ｇｄ系合金の常温強度を向上させ、含有量
が３ｕ＋Ｌ％を越えて含有されると鋳造性および圧延、
押出し等の成形加工性を著しく劣化させ、伸びら著しく
低下して延性が劣化し、構造材としての性能を失なうよ
うになる。よって、Ｌｉ含金石は３ｕ＋ｔ％以下とする
。
かつ、Ａｌ−Ｇｄ系合金の常温強度を向上させ、含有量
が３ｕ＋Ｌ％を越えて含有されると鋳造性および圧延、
押出し等の成形加工性を著しく劣化させ、伸びら著しく
低下して延性が劣化し、構造材としての性能を失なうよ
うになる。よって、Ｌｉ含金石は３ｕ＋ｔ％以下とする
。
Ｓｉ、Ｚｎ、Ｃｕは常温強度および高温強度を向」ニさ
せる元素であり、Ｓｉ含有量が］ｕ＋Ｉ％を越えて含有
されると圧延、押出し等の展伸加工性が悪くなり、Ｚｎ
含有量が１ｕ＋Ｌ％、Ｃｕ含有量がｂｕｔ％を夫々越え
て含有されると一般耐蝕性および耐応力腐蝕割れ性等の
耐蝕性が悪化する。よって、Ｓｉ含有は１ｕｌ１％以下
、Ｚｎ含有量は］ｕ＋ｔ％以下、Ｃｕ含有量は１ｗｔ％
以下とする。
せる元素であり、Ｓｉ含有量が］ｕ＋Ｉ％を越えて含有
されると圧延、押出し等の展伸加工性が悪くなり、Ｚｎ
含有量が１ｕ＋Ｌ％、Ｃｕ含有量がｂｕｔ％を夫々越え
て含有されると一般耐蝕性および耐応力腐蝕割れ性等の
耐蝕性が悪化する。よって、Ｓｉ含有は１ｕｌ１％以下
、Ｚｎ含有量は］ｕ＋ｔ％以下、Ｃｕ含有量は１ｗｔ％
以下とする。
Ｎｉは高温強度を向上させる元素であり、含有量が２ｕ
＋ｔ％を越えて含有されると効果が飽和し、かつ、圧延
、押出し等の展伸加工性、耐蝕性を劣化させるようにな
る。よって、Ｎｉ含有量は２ｕ＋ｔ％以下とする。
＋ｔ％を越えて含有されると効果が飽和し、かつ、圧延
、押出し等の展伸加工性、耐蝕性を劣化させるようにな
る。よって、Ｎｉ含有量は２ｕ＋ｔ％以下とする。
Ｔｉはｌａ塊の組織を微細化して鋳造割れを防止すると
共に高温強度を向上させる元素であり、含有量か１１１
Ｉｔ％を越えて含有されるとこのような効果は飽和し、
かつ、Ａ Ｉ ３Ｔ ｉの晶出化合物が多くなって靭性
を劣化させる。よって、Ｔｉ含有量は１１％以下とする
。
共に高温強度を向上させる元素であり、含有量か１１１
Ｉｔ％を越えて含有されるとこのような効果は飽和し、
かつ、Ａ Ｉ ３Ｔ ｉの晶出化合物が多くなって靭性
を劣化させる。よって、Ｔｉ含有量は１１％以下とする
。
なお、上記に説明した成分以外に、不純物としてＦｅ
１ｕｓｔ％以下、その池の元素が０，５ｕ＋ｔ％以下の
含有であれば、熱中性子吸収能および高温強度の特性に
は影響を与えることはない。
１ｕｓｔ％以下、その池の元素が０，５ｕ＋ｔ％以下の
含有であれば、熱中性子吸収能および高温強度の特性に
は影響を与えることはない。
次に、本発明に係る熱中性子吸収能および高温強度に優
れたアルミニウム合金の製造法について説明する。
れたアルミニウム合金の製造法について説明する。
上記に説明したような含有成分および成分割合のアルミ
ニウム合金の鋳塊の結晶粒である等軸品が５１１１１１
１以下でないと、晶出化合物の分散が均一でなく、高温
強度が低くなり、また、鋳造性および＝７− 圧延、押出し等の展伸加−１−性が劣化する。
ニウム合金の鋳塊の結晶粒である等軸品が５１１１１１
１以下でないと、晶出化合物の分散が均一でなく、高温
強度が低くなり、また、鋳造性および＝７− 圧延、押出し等の展伸加−１−性が劣化する。
均熱処理は４００ ’Ｃ未７１シフにＪ：び５５０℃を
越える温度では高温強度が低くなり、また、均熱処理時
間が２時間未満では効果がなくなり、がっ、圧延、押出
し等の展伸加工性が劣化するようになる。
越える温度では高温強度が低くなり、また、均熱処理時
間が２時間未満では効果がなくなり、がっ、圧延、押出
し等の展伸加工性が劣化するようになる。
よって、アルミニウム合金鋳塊の結晶粒の大きさは５ｍ
＋ｎ以下とし、また、均熱処理は４００〜５５０℃の温
度で２時間以上行なうのである。
＋ｎ以下とし、また、均熱処理は４００〜５５０℃の温
度で２時間以上行なうのである。
［実 施 例１
本発明に係る熱中性子吸収能および高温強度に優れたア
ルミニウム合金の製造法について実施例を説明する。
ルミニウム合金の製造法について実施例を説明する。
実施例１
第１表に示す含有成分および成分割合のアルミニウム合
金を通常の方法により溶製後、鋳造し厚さ５０ｍｍの結
晶粒の大きさが１．＋＋ｕａのアルミニウム合金鋳塊を
４５０℃×１２時間の均熱処理を行なった後、熱間圧延
により板厚Ｓ＋ｎ＋ｎの板材とした。
金を通常の方法により溶製後、鋳造し厚さ５０ｍｍの結
晶粒の大きさが１．＋＋ｕａのアルミニウム合金鋳塊を
４５０℃×１２時間の均熱処理を行なった後、熱間圧延
により板厚Ｓ＋ｎ＋ｎの板材とした。
次いで、この板材を３５０”ＣＸ２時間の焼鈍を行なっ
て供試材とした。
て供試材とした。
これらの供試材について、熱中性子吸収能、２５０℃の
温度における高温の機械的性質を調査した。
温度における高温の機械的性質を調査した。
その結果を第１表に示す。
この第１表から明らかなようｔこ、本発明に係る熱中性
子吸収能および高温強度に優れたアルミニウム合金は、
比較合金に比べて熱中性子吸収能および高温の機械的性
質が共に優れていることがわかる。
子吸収能および高温強度に優れたアルミニウム合金は、
比較合金に比べて熱中性子吸収能および高温の機械的性
質が共に優れていることがわかる。
実施例２
実施例１の第１表に示されたＮｏ、２、Ｎｏ、６の合金
について、鋳塊の結晶粒の大きさの異なるアルミニウム
合金鋳塊（厚さ５０ｍｍ）を３５０〜６００℃の温度に
おいて均熱処理を行なった後、熱間圧延により板厚５ｍ
ｍの板材を製作し、次いで、この板材を３５０℃×２時
間の焼鈍を行なって供試材とした。
について、鋳塊の結晶粒の大きさの異なるアルミニウム
合金鋳塊（厚さ５０ｍｍ）を３５０〜６００℃の温度に
おいて均熱処理を行なった後、熱間圧延により板厚５ｍ
ｍの板材を製作し、次いで、この板材を３５０℃×２時
間の焼鈍を行なって供試材とした。
これらの供試材について熱中性子吸収能および２５０℃
の高温における機械的性質を調査し、結果を第２表に示
す。
の高温における機械的性質を調査し、結果を第２表に示
す。
この第２表から明らかであるが、アルミニウム合金鋳塊
の結晶粒および均熱処理の温度が、本発明に係る熱中性
子吸収能および高温強度に優れたアルミニウム合金の製
造法に規定した条件の範囲外では、熱中性子吸収能は大
体同程度であるが、機械的性質においで著しく劣ってい
ることがわかる。
の結晶粒および均熱処理の温度が、本発明に係る熱中性
子吸収能および高温強度に優れたアルミニウム合金の製
造法に規定した条件の範囲外では、熱中性子吸収能は大
体同程度であるが、機械的性質においで著しく劣ってい
ることがわかる。
１発明の効果）
以−１−説明したように、本発明に係る熱中性子吸収能
および高温強度に優れたアルミニウム合金の製造法は上
記の構成であるか呟慢れた熱中性子吸収能を有し、かつ
、高温における強度にも優れているという効果を有する
ものである。
および高温強度に優れたアルミニウム合金の製造法は上
記の構成であるか呟慢れた熱中性子吸収能を有し、かつ
、高温における強度にも優れているという効果を有する
ものである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 Ｇｄ０．２〜３０ｗｔ％、Ｍｇ０．５〜６ｗｔ％を含有
し、さらに、 Ｍｎ１ｗｔ％以下、Ｃｒ０．３ｗｔ％以下、Ｚｒ０．３
ｗｔ％、Ｖ０．３ｗｔ％以下、 Ｂ３ｗｔ％以下、Ｌｉ３ｗｔ％以下、 Ｓｉ１ｗｔ％以下、Ｚｎ１ｗｔ％以下、 Ｃｕ１ｗｔ％以下、Ｎｉ２ｗｔ％以下、 Ｔｉ１ｗｔ％以下 のうちから選んだ１腫または２種以上 を含有し、残部Ａｌおよび不可避不純物からなるアルミ
ニウム合金の鋳塊の結晶粒の大きさを５ｍｍ以下とし、
４００〜５５０℃の温度において２時間以上の均熱処理
を行なうことを特徴とする熱中性子吸収能および高温強
度に優れたアルミニウム合金の製造法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23899585A JPS6299445A (ja) | 1985-10-25 | 1985-10-25 | 熱中性子吸収能および高温強度に優れたアルミニウム合金の製造法 |
| EP86402380A EP0225226B1 (en) | 1985-10-25 | 1986-10-23 | Aluminum alloy with superior thermal neutron absorptivity |
| DE8686402380T DE3669541D1 (de) | 1985-10-25 | 1986-10-23 | Aluminiumlegierung mit besserer absorptionsfaehigkeit fuer thermische neutronen. |
| US06/923,223 US4806307A (en) | 1985-10-25 | 1986-10-27 | Aluminum alloy with superior thermal neutron absorptivity |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23899585A JPS6299445A (ja) | 1985-10-25 | 1985-10-25 | 熱中性子吸収能および高温強度に優れたアルミニウム合金の製造法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6299445A true JPS6299445A (ja) | 1987-05-08 |
Family
ID=17038345
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23899585A Pending JPS6299445A (ja) | 1985-10-25 | 1985-10-25 | 熱中性子吸収能および高温強度に優れたアルミニウム合金の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6299445A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5925313A (en) * | 1995-05-01 | 1999-07-20 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho | Aluminum base alloy containing boron and manufacturing method thereof |
| US6238495B1 (en) * | 1996-04-04 | 2001-05-29 | Corus Aluminium Walzprodukte Gmbh | Aluminium-magnesium alloy plate or extrusion |
-
1985
- 1985-10-25 JP JP23899585A patent/JPS6299445A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5925313A (en) * | 1995-05-01 | 1999-07-20 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho | Aluminum base alloy containing boron and manufacturing method thereof |
| US6238495B1 (en) * | 1996-04-04 | 2001-05-29 | Corus Aluminium Walzprodukte Gmbh | Aluminium-magnesium alloy plate or extrusion |
| US6342113B2 (en) | 1996-04-04 | 2002-01-29 | Corus Aluminium Walzprodukte Gmbh | Aluminum-magnesium alloy plate or extrusion |
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