CH375149A - Aluminum alloy - Google Patents

Aluminum alloy

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Publication number
CH375149A
CH375149A CH4746457A CH4746457A CH375149A CH 375149 A CH375149 A CH 375149A CH 4746457 A CH4746457 A CH 4746457A CH 4746457 A CH4746457 A CH 4746457A CH 375149 A CH375149 A CH 375149A
Authority
CH
Switzerland
Prior art keywords
aluminum
sep
nickel
alloy
iron
Prior art date
Application number
CH4746457A
Other languages
German (de)
Inventor
Ulfketel Huddle Roy Alfred
Murray Wilkins Nigel John
Frederick Britton Colin
Original Assignee
Atomic Energy Authority Uk
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Publication date
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Publication of CH375149A publication Critical patent/CH375149A/en

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Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C21/00Alloys based on aluminium

Description

  

      Aluminiumlegierung       Die vorliegende Erfindung     betrifft    eine     Alumi-          nium-Nickel-Legierung        mit    erhöhter Korrosionsbe  ständigkeit gegen Wasser bei hohen     Temperaturen     und     Drücken.     



  Es ist bekannt, dass     Aluminiumlegierungen,        die          0,5-5,0        %        Nickel        und        vorzugsweise        0,25-1,0        0/a        Eisen     enthalten, ,im Vergleich zu reinem     Aluminium    eine  bessere Beständigkeit gegenüber Wasser bei hohen       Temperaturen    und Drücken zeigen. So wird z.

   B. eine  Legierung aus hochreinem Aluminium (99,995     0/a     Reinheit)     mit    2,5     a/o    Nickel bei 300  C der Korrosion  durch Wasser 100 Stunden widerstehen und eine     Le-          gierung        aus         technischem         Aluminium        (mit        0,5%          Eisen        und        0,25        %        Silizium)        und        2,

  5        %        Nickel        wird        der     Korrosion durch Wasser bei 325  C 130 Tage wider  stehen.  



  Man     nimmt    an, dass das Nickel das     Aluminium     schützt, indem es die     Wasserstoffdiffusionsschäden     des letzteren vermindert. Nickel hat in     Aluminium     eine geringe Löslichkeit, bildet     eine    Phase, aus der  Wasserstoff leicht freigesetzt wird und ist im Alu  minium gleichmässig in     Form    feiner Partikel verteilt.  



  Es     bewirkt    eine gleichmässige Verteilung von  Zonen mit schwacher     Wasserstoffüberspannung    und  ermöglicht,     kathodisch    gebildeten Wasserstoff aus sol  chen Zonen an der     Metalloberfläche    frei entweichen  statt in das Metall     hineindiffundieren    zu lassen.  



  Es wurde nun     gefunden,    dass die Korrosionsbe  ständigkeit des Aluminiums weiter verbessert werden  kann, wenn man ein Metall zusetzt, das die Eigen  schaft des durch den korrosiven     Angriff    auf dem Alu  minium gebildeten Schutzbelages     verbesssert.    Es  wurde gefunden, dass ein Zusatz von weniger als       0,311/o    Titan, gegebenenfalls     in    Verbindung mit     weni-          ger        als        0,1        ,%        Beryllium,

          diese        erwünschte        Wirkung     hat.    Die     erfindungsgemässe        Aluminiumlegierung        zeich-          net        sich        dadurch        aus,        dass        sie        0,5-2,5%        Nickel,        0,1          bis        0,3        %        Titan,

          bis        zu    1     Gew        II/o        Eisen        und        bis        zu     0,5     Gew:O/o    Silicium enthält. Vorzugsweise     enthält    die       Legierung        auch        0,05-0,10%        Beryllium.     



  In der vorliegenden Beschreibung     sind    die Prozent  angaben in Gewichtsprozenten zu verstehen.  



  Die Legierungen können nach den üblichen Me  thoden, vorzugsweise durch     Schmelzen        im    Vakuum,  hergestellt sein. Falls man andere Methoden als das       Vakuumschmelzen    anwendet,     kann    eine     Anlassbe-          handlung    im Vakuum die Korrosionsbeständigkeit  ebenfalls     verbessern.     



  Legierungen gemäss     vorliegender        Erfindung    wer  den durch folgende Beispiele     beschrieben.     



  <I>Beispiel 1</I>  Man stellt aus technischem     Aluminium    und Titan  eine Legierung folgender     Zusammensetzung    her:  
EMI0001.0109     
  
    Nickel <SEP> 1;75 <SEP> p/o
<tb>  Eisen <SEP> 0,751/o
<tb>  Silizium <SEP> 0;15%
<tb>  Titan <SEP> <B><I>0,15010</I></B>
<tb>  Aluminium <SEP> Rest       <I>Beispiel 2</I>  Unter Zusatz von Titan und     Beryllium    wurde aus  technischem Aluminium eine Legierung folgender  Zusammensetzung hergestellt:

    
EMI0001.0111     
  
    Nickel <SEP> 1,75%
<tb>  Eisen <SEP> 0,75 <SEP> 0/0
<tb>  Silizium <SEP> 0,20%
<tb>  Beryllium <SEP> <B><I>0,05010</I></B>
<tb>  Titan <SEP> 0,200/0
<tb>  Aluminium <SEP> Rest         Nach     üblicher        Verarbeitung    zu Blechen und 24  stündigem Anlassen bei     620     C zeigten diese zwei  Legierungen beispielsweise bei     325     C in Wasser eine  viel grössere Korrosionsbeständigkeit als Legierungen,  die gleiche Mengen an Nickel, Eisen und     Silizium,     aber     kein        Beryllium    und     Titan    enthielten.  



  Die     erfindungsgemässen    Legierungen können als       Umhüllungen    von     Reaktorbrennstoffelementen,    als  Metallphase in      Cermet -Brennstoffen    oder zur Her  stellung von Brennstofflegierungen für Atomreaktoren,  die     Hochdruckwassersysteme    bei hohen Temperaturen  benützen, Verwendung finden.



      Aluminum alloy The present invention relates to an aluminum-nickel alloy with increased corrosion resistance to water at high temperatures and pressures.



  It is known that aluminum alloys which contain 0.5-5.0% nickel and preferably 0.25-1.0% iron, compared to pure aluminum, show a better resistance to water at high temperatures and pressures. So z.

   B. an alloy of high-purity aluminum (99.995 0 / a purity) with 2.5 a / o nickel at 300 C withstand corrosion by water for 100 hours and an alloy of technical aluminum (with 0.5% iron and 0, 25% silicon) and 2,

  5% nickel will withstand corrosion from water at 325 C for 130 days.



  It is believed that the nickel protects the aluminum by reducing the hydrogen diffusion damage to the latter. Nickel has low solubility in aluminum, forms a phase from which hydrogen is easily released and is evenly distributed in the aluminum in the form of fine particles.



  It causes an even distribution of zones with a weak hydrogen overvoltage and enables cathodically formed hydrogen to escape freely from such zones on the metal surface instead of diffusing into the metal.



  It has now been found that the corrosion resistance of aluminum can be further improved if a metal is added that improves the property of the protective coating formed by the corrosive attack on the aluminum. It has been found that an addition of less than 0.311 / o titanium, possibly in conjunction with less than 0.1% beryllium,

          has this desired effect. The aluminum alloy according to the invention is characterized in that it contains 0.5-2.5% nickel, 0.1-0.3% titanium,

          contains up to 1% by weight of iron and up to 0.5% by weight of silicon. Preferably the alloy also contains 0.05-0.10% beryllium.



  In the present description, the percentages are to be understood as percentages by weight.



  The alloys can be produced by the usual methods, preferably by melting in a vacuum. If methods other than vacuum melting are used, tempering in a vacuum can also improve the corrosion resistance.



  Alloys according to the present invention are described by the following examples.



  <I> Example 1 </I> An alloy of the following composition is produced from technical aluminum and titanium:
EMI0001.0109
  
    Nickel <SEP> 1; 75 <SEP> p / o
<tb> iron <SEP> 0.751 / o
<tb> silicon <SEP> 0; 15%
<tb> Titan <SEP> <B><I>0,15010</I> </B>
<tb> Aluminum <SEP> rest <I> Example 2 </I> With the addition of titanium and beryllium, an alloy with the following composition was produced from technical aluminum:

    
EMI0001.0111
  
    Nickel <SEP> 1.75%
<tb> iron <SEP> 0.75 <SEP> 0/0
<tb> silicon <SEP> 0.20%
<tb> Beryllium <SEP> <B><I>0,05010</I> </B>
<tb> Titan <SEP> 0.200 / 0
<tb> Aluminum <SEP> remainder After the usual processing into sheet metal and tempering at 620 C for 24 hours, these two alloys, for example at 325 C in water, showed a much greater corrosion resistance than alloys with the same amounts of nickel, iron and silicon, but no beryllium and contained titanium.



  The alloys according to the invention can be used as coatings for reactor fuel elements, as a metal phase in cermet fuels or for the manufacture of fuel alloys for nuclear reactors that use high-pressure water systems at high temperatures.

 

Claims (1)

PATENTANSPRUCH Aluminiumlegierung, dadurch gekennzeichnet, dass sie 0;5-2,5 Gew:o/o Nickel, -0,1-0;3 Gew.,% Titan, bis zu 1,0 Gew /o Eisen und bis zu 0,5 Gew.o/o Silicium enthält. UNTERANSPRÜCHE 1. PATENT CLAIM Aluminum alloy, characterized in that it contains 0; 5-2.5 wt: o / o nickel, -0.1-0; 3 wt.% Titanium, up to 1.0 wt / o iron and up to 0, Contains 5 wt / o silicon. SUBCLAIMS 1. Legierung nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass sie 0,005-0,10 Gew.a/o Beryllium enthält. 2. Legierung nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass sie 1,75 Gew:o/o Nickel, 0,15 Gew o/a Titan, 0,75 Gew.o/o Eisen und 0,1-0,2 Gew.o/o Silizium und als Rest Aluminium enthält. 3. Alloy according to patent claim, characterized in that it contains 0.005-0.10 wt. A / o beryllium. 2. Alloy according to claim, characterized in that it contains 1.75 wt: o / o nickel, 0.15 wt o / a titanium, 0.75 wt o / o iron and 0.1-0.2 wt. o / o contains silicon and the remainder aluminum. 3. Legierung nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass sie 1,75 Gew:o/o Nickel, 0,2 Gew.o/o Titan, 0,05 Gew.o/o Beryllium, 0,75 Gewro/oa Eisen und 0,1-0,2 Gew. /o Silizium und als Rest Aluminium enthält. Alloy according to claim, characterized in that it contains 1.75% by weight of nickel, 0.2% by weight of titanium, 0.05% by weight of beryllium, 0.75% by weight of iron and 0, 1-0.2 wt / o silicon and the remainder aluminum.
CH4746457A 1956-06-21 1957-06-20 Aluminum alloy CH375149A (en)

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