DE2303330A1

DE2303330A1 - Vanadiumlegierungen

Info

Publication number: DE2303330A1
Application number: DE2303330A
Authority: DE
Inventors: Pierluigi Lensi; Giovanni Piatti
Original assignee: European Atomic Energy Community Euratom
Current assignee: European Atomic Energy Community Euratom
Priority date: 1972-01-21
Filing date: 1973-01-19
Publication date: 1973-08-02
Also published as: IE38299L; NL7200886A; IT976971B; DE2303330B2; FR2329760B1; BE794040A; LU66842A1; IE38299B1; FR2329760A1; GB1352824A

Description

B ERUIN-DAHLEM 33 · PODBIELSKIALLEE 68 8 MÜNCHEN 22 ■ WiDENMAYERSTRASSE 49

25 228

BERLIN: DIPL.-ING. R. MÜLLER-BÖRNER

Europäische Atomgemeinschaft München: dipl.-ing.hans-h.wey (EURATOM) Berlin, den 19. Januar 1973

Vanadiunilegierungen

Die vorliegende Erfindung betrifft Vanadxumlegierungen, insbesondere als Werkstoff zur Herstellung von Umhüllungen für Brennstoffelemente von Kernreaktoren. Ein solcher Werkstoff darf nur einen geringen Querschnitt zum Neutroneneinfang haben, und zwar für schnelle Neutronen, wenn es sich um die Umhüllung von Brennstoffelementen für schnelle Reaktoren handelt.

Der dazu bereits vorgeschlagene rostfreie Stahl hat jedoch einen ungünstigen Neutroneneinfangquerschnitt und ist bei Temperaturen von etwa 800 C nicht ausreichend fest. Auch sind bereits Vanadiumlegierungen, beispielsweise Titan enthaltende Legierungen vorgeschlagen worden, die zwar der erstgenannten Anforderung genügen, bei höherer Temperatur jedoch nicht ausreichend fest sind.

Nun hat man gemäß der Erfindung festgestellt, daß eine Legierung, die abgesehen von den üblichen Verunreinigungen, 0,25 bis 2,0 Gew.)i Silizium, 11 bis 15 Gew.^ Niob enthält und im übrigen aus Vanadium besteht, sehr günstige Eigenschaften besitzt.

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Mit Bezug auf die Verunreinigungen wird bevorzugt, daß der Sauerstoffgehalt weniger-als 500 Teile je Million (ppm) und der Stickstoffgehalt weniger als 80 Teile je Million (ppm) betragt.

Es hat sich gezeigt, daß der Zusatz von Silizium wahrscheinlich durch Niederschlag von Suiziden (V„Si) eine Härtung verursacht, die durch Zusatz von Niob dauerhaft gemacht wird, so daß die endgültige Legierung selbst nach langem Glühen bei hoher Temperatur ihre ursprüngliche Verformungshärtung behält.

Eine Legierung nach der Erfindung kann man erhalten durch Schmelzen der gewünschten Bestandteile in einem Lichtbogen, beispielsweise 1,3 Gew.% Silizium, 13 Gew.'-Jo- Niob und den Ausgleich Vanadium. Darauf können die üblichen Bearbeitungen folgen, wie Schmieden, Drahtziehen, Strangpressen, Recken, Walzen oder Plätten, worauf noch eine Alterung von beispielsweise 60 bis 80 Stunden bei 800⁰C folgen kann.

Aus der nachstehenden Tabelle sind die hohen Werte für die Zugfestigkeit und die Elastizitätsgrenze sowie die angemessenen Werte für die Zähigkeit sowohl bei hoher als auch bei niedriger Temperatur der Legierungen nach der Erfindung zu ersehen.

In dieser Tabelle bedeuten:

S₀ ο ϊ Zugfestigkeit bei 0,2% bleibender Dehnung

S : HöchstZugfestigkeit
max

e : plastische gleichmäßige Dehnung oder plastische Dehnung vor Eintritt örtlicher Einschnürung

e ^ : plastische Dehnung bei Bruch

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Exzentrizität: Ort der Bruchfläche im Probestal). Eine hohe Exzentrizität entspricht kritisch gemessenen Werten für Sq p, S . und die Dehnung in Bezug auf die tatsächlichen Werkstoffeigenschaften.

Die Vanadiummenge in den Legierungen Deträgt stets den Ausgleich mit den angegebenen Mengen der beiden anderen Bestandteile.

Patentanspruch:

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Claims

Pat ent a η ■ s ρ r u cn

Legierung auf Vanadiumbasis, dadurch gekennzeichnet , daß sie, abgesehen von den üblichen Verunreinigungen, aus 0,25 bis 2,0 Gewv/a Silizium, aus 11 bis i I.iob und im übrigen aus Vanadium besteht.

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