CS201251B1 - Zirkoniová slitina pro jaderné reaktory - Google Patents
Zirkoniová slitina pro jaderné reaktory Download PDFInfo
- Publication number
- CS201251B1 CS201251B1 CS447277A CS447277A CS201251B1 CS 201251 B1 CS201251 B1 CS 201251B1 CS 447277 A CS447277 A CS 447277A CS 447277 A CS447277 A CS 447277A CS 201251 B1 CS201251 B1 CS 201251B1
- Authority
- CS
- Czechoslovakia
- Prior art keywords
- zirconium
- iron
- alloys
- chromium
- alloy
- Prior art date
Links
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 7
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 title claims description 7
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 title description 19
- 239000000956 alloy Substances 0.000 title description 19
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims description 7
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229910001093 Zr alloy Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 238000005275 alloying Methods 0.000 claims description 5
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 claims description 4
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 3
- NDUKHFILUDZSHZ-UHFFFAOYSA-N [Fe].[Zr] Chemical compound [Fe].[Zr] NDUKHFILUDZSHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000010955 niobium Substances 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 2
- 235000000396 iron Nutrition 0.000 description 2
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 2
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- -1 zirconium-chromium-iron-molybdenum-vanadium zirconium Chemical compound 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000640 Fe alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001182 Mo alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001257 Nb alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000990 Ni alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- KRYJMXTVKLGIFI-UHFFFAOYSA-N [Fe].[Cr].[Zr].[Fe] Chemical compound [Fe].[Cr].[Zr].[Fe] KRYJMXTVKLGIFI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FXACDRUFSJGZTJ-UHFFFAOYSA-N [Ni][Cr][Fe][Sn][Zr] Chemical compound [Ni][Cr][Fe][Sn][Zr] FXACDRUFSJGZTJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BEKPOVOEQGXHMA-UHFFFAOYSA-N [Zr].[Nb].[Ni] Chemical compound [Zr].[Nb].[Ni] BEKPOVOEQGXHMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N nickel Substances [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GFUGMBIZUXZOAF-UHFFFAOYSA-N niobium zirconium Chemical compound [Zr].[Nb] GFUGMBIZUXZOAF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003758 nuclear fuel Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)
Description
Vynález se týká pětieložkové zirkoniová slitiny typu zirkonium - chrom - železo - molybden - vanad použitelné vzhledem k výhodným vlastnostem, pro povlaky palivových elementů jaderných reaktorů v prostředí horké vody nebo přehřáté páry.
V současné době jeou průmyslově aplikovány pro povlakové trubky jaderného paliva dva typy zirkoniových slitin. Je to jednak pětisložková slitina zirkonium - cín - železo chrom - nikl, jednak dvousložková slitina zirkonium - niob. Směrné složení těchto slitin se pohybuje v mezích i zirkonium - cin - železo - chrom - nikl:
| 1,20 | - 1,70 | hmot. % | cínu |
| 0,07 | - 0,20 | hmot. % | železa |
| 0,05 | - 0,15 | hmot. % | chrómu |
| 0,03 | - 0,08 | hmot. % | niklu |
| zirkonium | - niob: | ||
| 0,90 | - 1,10 | hmot. % | niobu |
Oba typy slitin ee používají vtlakovodnich reaktorech, kde pracují v prostředí tlakové vody o teplotě nižší než 300°C. Jeou málo odolné v prostředí páry o teplotě 400° - 500°C.
V patentové literatuře a odborné literatuře je dosud zaznamenáno několik typů zirkoniových slitin. Pouze u tři jeou vSak uvedeny informace potřebné pro srovnáni vlastnosti
201 251
201 251 s navrhovanou slitinou. Tyto slitiny však doposud nebyly aplikovány v praxi. Ode o třieložkové slitiny typu zirkonium - mě9 - železo t zirkonium - chrom - železo o směrných složeních :
zirkonium - mě3 - železo i
1,1 - 1,3 hmot. % mědi
0,2 - 0,4 hmot. % železe zirkonium - chrom - železo:
1,0 - 1,2 hmot. % chrómu
0,1 - 0,16 hmot. % železa e Čtyřaložkové slitiny zirkonium - niob - cín - chrom - železo, případně molybden, o směrném složení
| 0.50 - | 1,00 | hmot. % | niobu |
| 0,05 - | 0,10 | hmot. % | cínu |
| 0,01 - | 0,50 | hmot. % | chrómu |
| 0,02 - | 0,05 | hmot. % | železa |
Hlavni nevýhody těchto slitin, zejména obou slitin doposud využívaných v praxi, spočívají v jejich nízké korozní t.j. oxidační a hydridačni odolnosti v prostředí přehřáté péry při vyšších teplotách. Tím je znemožněno, při použiti těchto slitin, zvýšeni pracovních teplot v jaderných reaktorech.
Uvedené nevýhody odstraňuje zirkonlové slitina pro jaderné reaktory podle vynálezu, jejiž podstata spočívá v tom, že obsahuje legující kovové prvky chrom, železo, molybden, vanad v množství 0,2 ež 1,2 hmotnostních % chrómu, 0,1 až 0,8 hmotnostních % železa,
0,2 až 1,0 hmotnostních % molybdenu e 0,1 ež 0,8 hmotnostních % vanadu, zbytek tvoří zirkonium.
Celkový obsah všech čtyř legujících kovových prvků ee pohybuje v rozmezí 1,2 až
2,8 hmotnostních %.
Docílené vlastnosti slitiny jeou výsledkem vzájemného působeni všech čtyř legujících prvků v zirkoniu. Hlavni výhody zirkonlové slitiny podle vynálezu spočívaní v její velmi dobré korozní odolnosti zejména v prostředí přehřáté péry při zachování dostatečných mechanických vlastnosti.
Příkladné provedeni a porovnáni vlastnosti slitin dle vynálezu e dosud známými slitinami ja uvedeno v následujících tabulkách.
Tabulka 1.
o
Rychlost oxidace /mg/dm .den/
| Slitina /hmot. %/ | voda 300°C | péra 400°C | pára 500°C | |
| blitlny dle | Zr-0,3 Cr-0,4 Fe-0,7 MO-0.4V | 0,10 | 0,19 | 0,90 |
| vynálezu | Zr-0,5 Cr-0,5 Fe-0,45 Mo-0,25V | 0,07 | 0,22 | 0,95 |
201 2S1
| Zr-1, 2Sn-0,15 Fa-0,1 Cr-0,05Ni | 0,08 | 1,40 | 9,60 | ||
| Známé | Zr-1, 2Cu-0,3 Fa | 0,02 | 0,22 | 1,00 | |
| slitiny | Zr-1, lCr-0,1 Fa | 0,07 | 0,28 | 0,8-1,5 | |
| Zr-1, ONb | 0,10 | 0,60 | 5,31 | ||
| Zr-0,5 Nb-0,06 Sn-0,5 | Cr-0,04Fé | 0,05 | 0,56 | - |
Tabulka 2.
Rychlost hydrldaca /ppm/den/ pro tloušťku vzorku~1 mm
| Slitina /bmot. %/ | voda 300°C | pára 400°C | pára 500°C | |
| Blitlny dle | Zr-0,3 Cr-0,4 Fa-0,7 Mo-0,4V | 0,25 | 0,35 | 2,90 |
| vynálezu | Zr-0,7 Cr-0,4 Fa-0,7 Mo-0,4V | 0,20 | 0.38 | 1,98 |
| Zr-1,2 Šn-0,15 Fe-0,1 Cr-0,05Ni | - | 0,68 | 13,00 | |
| Známé | Zr-1,2 Cu-0,3 Fa | - | 0,50 | 1,80 |
| slitiny | Zr-1,1 Cr-0,1 Fa | 0,25 | 0,40 | 3,40 |
| Zr-1,0 Nb | 6,15 | 1,58 | 10,90 | |
| Zr-0,5 Nb-0,06 Sn-0,04 Fe | 0,20 | 0,74 | - |
Tabulka 3.
Mechanické vlastnosti
| Slitina /hmot. %/ | 20°C | 400°C | 450°C | |||||||
| <TPt /MPa/ | <0,2 /«Pa/ | (Γ /%/ | <Pt /MPa/ | <0.2 /MPa/ | /%/ | <r pt /MPa/ | (U0.2 /MPa/ | /%/ | ||
| slitiny dle | Zr-0,7 Cr-0,4 Fa0,7 Mo-0,4 V | 410 | 230 | 40 | 236 | 41 | ||||
| vynále- zu | Zr-0,9 Cu-0,3 Fe- 0,95 Mo-0,55 V | 450 | 250 | 37 | - | - | - | - | - | - |
| Známé | Zr-1,2 Sn-0,15 Fa0,1 Cr-0,05 Ni | 471 | 382 | 22 | ||||||
| Zr-1,? Cu-0,3 Fa | 441 | 382 | 31 | 186 | 167 | 48 | - | - | - | |
| slitiny | Zr-1,1 Cr-0,1 Fa | 350 | 200 | 45 | - | - | - | 170 | - | 55 |
| Zr-1,0 Nb | 539X 390 | 412X 220 | 15X 37 | 205 | 115 | 35 | - | |||
| Zr-0,5 Nb-0,06 Sn0,5 Cr-0,04 Fe | 470 | 350 | - | - | - | - | - | - | - |
pozn.: mechanické vlastnosti jaou do značné míry ovlivněny obsahem příměsi a metalurgickou historii materiálu, např. údaje označené x platí pro slitinu β vyáělm obsahem kyslíku cca 500 ppm.
Claims (2)
1. Zlrkonlové «litina pro jaderné reaktory, vyznačené tle, že obsahuje legující kávové prvky železo, chrom, molybden a vanad v Množství 0,2 až 1,2 haotnoatnlch % chrómu, 0,1 mž 0,8 hmotnostních % železa, 0,2 až 1,0 hmotnostních % molybdenu,
0,1 až 0,8 hmotnostních % vanadu, zbytek tvoří zírkonium.
2. Zlrkonlové slitina podle bodu 1 vyznačené tím, že obsah všech čtyř legujících kovo vých prvků leží v rozmezí 1,2 až 2,8 hmotnostních % a zbytek tvoří zírkonium.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS447277A CS201251B1 (cs) | 1977-07-05 | 1977-07-05 | Zirkoniová slitina pro jaderné reaktory |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS447277A CS201251B1 (cs) | 1977-07-05 | 1977-07-05 | Zirkoniová slitina pro jaderné reaktory |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CS201251B1 true CS201251B1 (cs) | 1980-10-31 |
Family
ID=5387529
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CS447277A CS201251B1 (cs) | 1977-07-05 | 1977-07-05 | Zirkoniová slitina pro jaderné reaktory |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CS (1) | CS201251B1 (cs) |
-
1977
- 1977-07-05 CS CS447277A patent/CS201251B1/cs unknown
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5543109A (en) | Heat resistant high chromium austenitic alloy excellent in strength at elevated temperatures | |
| US10233522B2 (en) | Low cobalt hard facing alloy | |
| TW200502409A (en) | High chromium-nitrogen bearing castable alloy | |
| EP0532830A1 (en) | Zirconium alloy with excellent ductility. | |
| US4363660A (en) | Iron-base alloy having high resistance to molten zinc attack | |
| KR960700351A (ko) | 조사후 특성이 개선된 지르코늄 합금(Zirconium alloy with improved post-irradiation properties) | |
| Demo | Weldable and corrosion-resistant ferritic stainless steels | |
| JPH01275740A (ja) | オーステナイト系ステンレス鋼合金 | |
| US5196163A (en) | Highly corrosion-resistant zirconium alloy for use as nuclear reactor fuel cladding material | |
| CS201251B1 (cs) | Zirkoniová slitina pro jaderné reaktory | |
| EP0604062A3 (en) | Martensitic stainless steel alloy for use with surgical needles | |
| EP0068628A3 (en) | Castable nickel base alloy | |
| US4462957A (en) | Sliding mechanism | |
| US4839140A (en) | Chromium modified nickel-iron aluminide useful in sulfur bearing environments | |
| CS201252B1 (cs) | Zirkoniové slitina pro jaderné reaktory | |
| ATE200111T1 (de) | Oxidations- und korrosionsbeständige legierung auf der basis von dotiertem eisenaluminid und verwendung dieser legierung | |
| RU93011504A (ru) | Материал на основе циркония | |
| EP0501938A1 (en) | Zirconium-gallium alloy and structural components made thereof for use in nuclear reactors | |
| US2765226A (en) | High temperature alloy | |
| US4865661A (en) | Product of a high-strength nitrogen containing fully austenitic cobalt steel having yield strengths above 600 N/MM2 | |
| USH807H (en) | Manganese-stabilized austenitic stainless steels for fusion applications | |
| CH306697A (de) | Insbesondere für Uhrenfedern geeignete Eisen-Nickel-Kobalt-Legierung. | |
| SU449965A1 (ru) | Сплав на основе никел | |
| DE908382C (de) | Verwendung von austenitischen Stahllegierungen | |
| Watanabe et al. | Alloy Design of Nickel-base Solid Solution Strengthened Superalloys |