DE1258106B - Verwendung einer Magnesium-Knetlegierung fuer Bauelemente in Kernreaktoren - Google Patents
Verwendung einer Magnesium-Knetlegierung fuer Bauelemente in KernreaktorenInfo
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- C22C—ALLOYS
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- C22C23/02—Alloys based on magnesium with aluminium as the next major constituent
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- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
Description
DEUTSCHES
PATENTAMT
AUSLEGESCHRIFT
Int. Cl.:
C22c
Deutsche Kl.: 40 b -23/00
Nummer: 1 258 106
Aktenzeichen: M 57077 VI a/40 b
Anmeldetag: 4. Juni 1963
Auslegetag: 4. Januar 1968
Die Erfindung bezieht sich auf die Verwendung einer Magnesium-Knetlegierung als Werkstoff für
Brennstoffhüllen und ähnlich beanspruchte Bauelemente in Kernreaktoren.
Magnesium-Knetlegierungen für diesen Zweck müssen hinreichend dehnbar sein, damit sie bei durch
Kernstrahlung hervorgerufenen Abmessungsänderungen nicht zerreißen.
Eine bekannte, diesem Zweck dienende Legierung enthält etwa 0,8 % Aluminium und 0,01 % Beryllium
sowie gelegentlich als unbeabsichtigte Verunreinigung eine sehr geringe Menge Silizium, etwa 0,005%· Die
Korngröße dieser Legierung wächst jedoch erheblich, wenn sie sehr hohen Temperaturen, beispielsweise
5000C, ausgesetzt wird. Wegen des Korngrößen-Wachstums verringert sich dadurch ihre Dehnbarkeit.
Diese Dehnbarkeitsverringerung bleibt auch erhalten, wenn die Legierung wieder niedrigeren Temperaturen,
beispielsweise 2ÖO°C, ausgesetzt wird. Diese Temperatur von 2000C ist in einem Kernreaktor aber durchaus
wünschenswert, um eine möglichst wirtschaftliche Ausnutzung des Kernbrennstoffes zu erzielen.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Legierung für den genannten Verwendungszweck anzugeben, die auch,
nachdem sie sehr hohen Temperaturen ausgesetzt war, ihre Dehnbarkeit beibehält.
Diese Aufgabe ist nicht lösbar, wenn man der Legierung Bestandteile zusetzt, die für den Betrieb
eines Kernreaktors schädlich sind, wie etwa Kadmium, das Neutronen sehr stark absorbiert, oder
Mangan in größeren Mengen, das ebenfalls Neutronen absorbiert.
Der Erfindung liegt die überraschende Erkenntnis zugrunde, daß Silizium geeignet ist, das Kornwachstum
in Legierungen genannter Art, wenn diese sehr hohen Temperaturen ausgesetzt werden, zu unterdrücken
und auf diese Weise die Dehnbarkeit der Legierung bewahrt.
Die erfindungsgemäß zu verwendende, als Werkstoff für Brennstoffhüllen und ähnlich beanspruchte
Bauelemente in Kernreaktoren dienende Magnesium-Knetlegierung besteht aus
0,01 bis 1,0% Silizium,
0,25 bis 3,0% Aluminium,
0 bis 0,1% Mangan,
0 bis 0,1 % Beryllium,
0 bis 0,4% Kalzium,
0 bis 3,0% Zink.
0,25 bis 3,0% Aluminium,
0 bis 0,1% Mangan,
0 bis 0,1 % Beryllium,
0 bis 0,4% Kalzium,
0 bis 3,0% Zink.
Verwendung einer Magnesium-Knetlegierung
für Bauelemente in Kernreaktoren
für Bauelemente in Kernreaktoren
Anmelder:
Magnesium Elektron Limited,
Clifton Junction, Swinton, Manchester
(Großbritannien)
Clifton Junction, Swinton, Manchester
(Großbritannien)
Vertreter:
Dipl.-Ing. F. Weickmann,
Dipl.-Ing. H. Weickmann
und Dipl.-Phys. Dr. K. Fincke, Patentanwälte.
8000 München 27, Möhlstr. 22
Als Erfinder benannt:
Philip Andrew Fisher,
Clifton Junction, Swington, Manchester
(Großbritannien)
Beanspruchte Priorität:
Großbritannien vom 5. Juni 1962 (21 656)
Bevorzugt enthält die Legierung
0,05 bis 0,25 % Silizium,
0,5 bis 1,5 % Aluminium,
Rest Magnesium.
0,05 bis 0,25 % Silizium,
0,5 bis 1,5 % Aluminium,
Rest Magnesium.
Besonders zweckmäßig ist es, wenn die Legierung noch 0,002 bis 0,02% Beryllium enthält. Die Zugabe
von Beryllium zu Magnesiumlegierungen ist an sich zur Kornvergrößerung in diesen Legierungen bekannt.
Magnesium-Knetlegierungen, die Beryllium enthalten, werden jedoch im Korn nicht mehr vergrößert als
solche ohne Beryllium. Überdies hat die Anwesenheit von Beryllium auf das Kornwachstum bei
hohen Temperaturen nur einen geringen Einfluß.
Besonders zweckmäßig kann es auch sein, wenn die Legierung bis zu 0,4 % Kalzium und/oder bis zu
3,0% Zink enthält.
Aus folgender Tabelle ergibt sich, daß durch den Zusatz von mindestens 0,01 % Silizium zu einer
Legierung an sich bekannter Art das Kornwachstum unter erhöhter Temperatur erheblich verringert wird:
709 717/511
Bekannte Legierung, enthaltend 0,8 °/o Aluminium, 0,01 °/0 Beryllium und
eine unbeabsichtigte Verunreinigung von 0,005 °/o Silizium
Betriebsbedingung
Stranggepreßt
Geglüht 30 Minuten etwa 4000C
Geglüht 16 Stunden etwa 4000C
Geglüht 5 Stunden etwa 515 0C
Geglüht 16 Stunden etwa 515°C
Geglüht 16 Stunden etwa 4000C
Geglüht 5 Stunden etwa 515 0C
Geglüht 16 Stunden etwa 515°C
Korngröße
0,1
0,12
0,3
0,37
0,45
Erfindungsgemäß zu verwendende Legierung, enthaltend 0,8 % Aluminium, 0,01 % Beryllium
und einen Siliziumgehalt gemäß nachstehender Tabelle
Betriebsbedingung
Korngröße | Siliziumgehalt | |
Siliziumgehalt | Siliziumgehalt | 0,23% |
0,05% | 0,10% | 0,09 |
0,10 | 0,09 | 0,09 |
0,10 | 0,09 | 0,10 |
0,11 | 0,09 | 0,10 |
0,13 | 0,10 | 0,11 |
0,19 | 0,12 | |
Stranggepreßt
Geglüht 30 Minuten etwa 400° C
Geglüht 16 Stunden etwa 400°C.
Geglüht 30 Minuten etwa 515°C
Geglüht 16 Stunden etwa 5150C.
Geglüht 16 Stunden etwa 400°C.
Geglüht 30 Minuten etwa 515°C
Geglüht 16 Stunden etwa 5150C.
Es ist schon vorgeschlagen worden, die Widerstandsfähigkeit gegen Kornwachstum bei erhöhten Temperaturen
zu vergrößern durch Zugabe von Mangan zu einer Legierung der genannten Art. Die Verwendung
von Mangan hat indessen den Nachteil, daß wegen des hohen Neutroneneinfangquerschnitts
von Mangan die Wirtschaftlichkeit beeinträchtigt wird.
Silizium hat einen wesentlich kleineren Neutroneneinfangquerschnitt als Mangan; seine Verwendung
bedingt daher nicht so hohe Verluste an Neutronenwirkungsgrad.
Für die Zwecke der vorliegenden Erfindung soll der Anteil an Silizium mindestens 0,01 °/0 sein, vorzugsweise
mindestens 0,05%. Wird ein überschüssiger Anteil an Silizium zugegeben, so steht zu befürchten,
daß die Dehnbarkeit unerwünscht niedrig wird. Die Legierungen enthalten daher nur bis zu 1,0% Silizium;
für die beste Wärmedehnung soll der Siliziumgehalt 0,3% nicht überschreiten, vorzugsweise nicht höher
als 0,25 % sein. -45
Die gemeinsame Verwendung von Silizium zusammen mit bis 0,1 % Mangan kann ebenfalls vorteilhaft
sein.
Die angegebenen Prozente sind Gewichtsprozente.
Der Aluminiumgehalt der Legiernng beträgt 0,25 bis 3,0 %> vorzugsweise 0,5 bis 1,5%.
Die folgenden Zusätze können beigegeben werden:
Beryllium bis 0,1 °/0, vorzugsweise
0,002 bis 0,02%,
Kalzium bis zu 0,4%,
Zink bis zu 3,0%.
Claims (1)
- Patentansprüche:
1. Verwendung einer Magnesium-Knetlegierung aus0,01 bis 1,0% Silizium,0,25 bis 3,0% Aluminium,0 bis 0,1 % Mangan,0 bis 0,1 % Beryllium,0 bis 0,4% Kalzium,0 bis 3,0% Zink,Rest Magnesium neben den üblichen Verunreinigungen als Werkstoff für Brennstoffhüllen und ähnlich beanspruchte Bauelemente in Kernreaktoren.2. Verwendung einer Legierung nach Anspruch 1, bestehend aus0,05 bis 0,25% Silizium,
0,5 bis 1,5% Aluminium,
Rest Magnesium,
für den in Anspruch 1 genannten Zweck.3. Verwendung einer Legierung nach Anspruch 1 oder 2, mit 0,002 bis 0,02 Beryllium für den in Anspruch 1 genannten Zweck.4. Verwendung einer Legierung nach Anspruch 1, 2 oder 3 mit bis zu 0,4% Kalzium und/oder bis zu 3,0 % Zink für den in Anspruch 1 genannten Zweck.In Betracht gezogene Druckschriften:Britische Patentschrift Nr. 847 992;USA.-Patentschrift Nr. 959 913;Auszüge deutscher Patentanmeldungen, Bd. 19, S. 448;G. Schichtel, Magnesium-Taschenbuch, 1954, S. 227;A. B e c k , Magnesium und seine Legierungen, 1939, S. 85.709 717/511 12.67 © Bundesdruckerei Berlin
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
GB21656/62A GB974571A (en) | 1962-06-05 | 1962-06-05 | Improvements in or relating to magnesium base alloys |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1258106B true DE1258106B (de) | 1968-01-04 |
Family
ID=10166601
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DEM57077A Pending DE1258106B (de) | 1962-06-05 | 1963-06-04 | Verwendung einer Magnesium-Knetlegierung fuer Bauelemente in Kernreaktoren |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE1258106B (de) |
GB (1) | GB974571A (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2003056049A1 (fr) * | 2001-12-26 | 2003-07-10 | Jsc 'avisma Titanium-Magnesium Works' | Alliage a base de magnesium et procede de fabrication |
WO2003056050A1 (fr) * | 2001-12-26 | 2003-07-10 | Jsc 'avisma Titanium-Magnesium Works' | Alliage a base de magnesium et procede de fabrication correspondant |
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---|---|---|---|---|
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CN104060138B (zh) * | 2014-06-26 | 2016-10-05 | 宝山钢铁股份有限公司 | 一种低成本高性能非稀土镁合金板材及其制备方法 |
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US959913A (en) * | 1907-11-08 | 1910-05-31 | Gen Electric | Electrically-heated apparatus suitable for cooking and other purposes. |
GB847992A (en) * | 1958-02-11 | 1960-09-14 | Hans Joachim Fuchs | Magnesium alloys having a high resistance to permanent creep deformation at elevated temperatures |
-
1962
- 1962-06-05 GB GB21656/62A patent/GB974571A/en not_active Expired
-
1963
- 1963-06-04 DE DEM57077A patent/DE1258106B/de active Pending
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US7156931B2 (en) * | 2001-12-26 | 2007-01-02 | Public Stock Company Vsmpo-Avisma Corporation | Magnesium-base alloy and method for the production thereof |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
GB974571A (en) | 1964-11-04 |
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