DE2303330B2 - Vanadiumlegierung - Google Patents

Vanadiumlegierung

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DE2303330B2
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silicon
alloy
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Giovanni Varese Piatti
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European Atomic Energy Community Euratom
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    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C27/00—Alloys based on rhenium or a refractory metal not mentioned in groups C22C14/00 or C22C16/00
    • C22C27/02—Alloys based on vanadium, niobium, or tantalum
    • C22C27/025—Alloys based on vanadium, niobium, or tantalum alloys based on vanadium
    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21C—NUCLEAR REACTORS
    • G21C3/00—Reactor fuel elements and their assemblies; Selection of substances for use as reactor fuel elements
    • G21C3/02—Fuel elements
    • G21C3/04—Constructional details
    • G21C3/06—Casings; Jackets
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    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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Description

Tabelle
Nr. Zusammensetzung Si Temp. So.2 kp/mm2 CfW e,,b Mitten Wärmebehandlung
Probe in Gew.-% 0,5 in 1C 100,1 abstand nach dem Walzen
stab Nb 0,9 kp/mm2 97,5 % %
V 1 13,9 1,3 20 89,0 104,1 1,0 3,8 keine
V13 13,5 0,5 20 91,5 42,1 1,0 3,6 50 keine
V 12 13,0 0,9 20 99,1 35,5 0,7 2,7 87 keine
V 2 13,9 0,5 20 54,8 0 0 64 Stunden bei 110O0C
V 3 13,5 0,5 20 — 43,9 0 0 73 64 Stunden bei 11000C
VlO 13,9 20 — 0 0 — 124 Stunden bei 11000C
VIl 15,9 20 — 0 0 — 64 Stunden bei HOO0C
0,5 69,0 und 1000 Stunden bei
0,9 86,9 800° C
V 14 13,9 1,3 20 65,0 99,7 8,1 13,0 90 72 Stunden bei 800° C
V 15 13,3 0,5 20 82,4 71,5 4,9 5,9 44 72 Stunden bei 800° C
V 16 13,0 0,9 20 92,1 74,5 4,0 4,7 49 72 Stunden bei 800° C
V 4 13,9 0,5 600 55,0 58,2 9,8 15,5 82 64 Stunden bei 11000C
V 5 13,5 0,9 600 59,0 65,7 9,1 13,6 76 64 Stunden bei HOO0C
V 6 13,9 0,5 700 40,8 48,1 12,8 19,5 83 64 Stunden bei 1100° C
V 7 13,5 0,9 700 48,4 57,3 11,7 16,9 83 64 Stunden bei HOO0C
V 8 13,9 0,5 800 37,0 57,7 9,7 20,9 64 Stunden bei HOO0C
V 9 13,5 1.5 800 45,6 68,5 7,3 15,1 54 64 Stunden bei HOO0C
V 17 13,9 800 48,7 1,8 5,4 87 72 Stunden bei 8000C
V 18 13.0 800 62.4 2,8 9,7 15 72 Stunden bei 800°C

Claims (1)

  1. Patentanspruch:
    Vanadiumlegierung, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus 0,25 bis 2,0 Silizium, 11 bis 15% Niob, Rest Vanadium einschließlich üblicher Verunreinigungen besteht.
    Die vorliegende Erfindung betrifft Vanadiumlegierungen, 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 8000C nicht ausreichend fest. Auch sind bereits Vanadiumlegierungen, beispielsweise Titan enthaltende Legierungen, vorgeschlagen worden (vgl. Werkstoffe und Korrosion, 21 [1970], S. 435-439), 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.-% Silizium, 11 bis 15 Gew.-% Niob enthält und im übrigen aus Vanadium besteht, sehr günstige Eigenschaften besitzt.
    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) beträgt.
    Es hat sich gezeigt, daß der Zusatz von Silizium wahrscheinlich durch Niederschlag von Suiziden (VjSi) 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.-°/o 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:
    So.2 Oo.2—Grenze
    5,„,„ Zugfestigkeit
    en„ Gleichmaßdehnung
    e,,b Bruchdehnung
    Mittenabstand: Entfernung der Bruchstelle von der Mitte eines Probestabes von 200 mm Länge gemessen in mm. Ein großer Mittenabstand entspricht ungünstigen Meßwerten für Stu, S„,ax und die Dehnung in bezug auf die tatsächlichen Werkstoffeigenschaften.
    Die Vanadiummenge in den Legierungen beträgt stets den Ausgleich mit den angegebenen Mengen der beiden anderen Bestandteile.
DE2303330A 1972-01-21 1973-01-19 Vanadiumlegierung Ceased DE2303330B2 (de)

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GB1352824A (en) 1974-05-15
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FR2329760B1 (de) 1978-04-21
IE38299B1 (en) 1978-02-15
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