DE2444857A1 - Verfahren zum abschrecken von zirkonium und zirkoniumlegierungen - Google Patents
Verfahren zum abschrecken von zirkonium und zirkoniumlegierungenInfo
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Description
Dr. Ing. Walter Abitz
Dr. Dieter F. Morf
Dr. Hans-Α. Brauns
Dr. Dieter F. Morf
Dr. Hans-Α. Brauns
8 München 86, Pienzenauerstr. 28
19. September 1971* 399 130
TELEDYNE WAH CHANG ALBANY
P.O.Box lJ60, Albany, Oregon 97321, V.St.A.
Verfahren zum Abschrecken von Zirkonium und Zirkoniumlegierungen
Die vorliegende Erfindung betrifft das Abschrecken von Metallen und insbesondere ein neuartiges Verfahren zum Abschrecken
von Zirkonium und Zirkoniumlegierungen zur Verhinderung der Bildung der gross-stückigen alpha-Struktur
während des nachfolgenden Erhitzens in den alpha-Temperaturbereich
hinein.
Bislang mar es üblich, Zirkonium und seine Legierungen in
Wasser abzuschrecken, dessen Temperatur nicht kontrolliert wurde (normalerweise Raumtemperatur), und danach das Material
zum Zwecke des Anlassens und/oder Erhitzens für ein nachfolgendes Schmieden oder Walzen Temperaturen im alpha-
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399 »ο 24U8b7
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Bereich auszusetzen. Während dieser Erhitzungsvorgänge im alpha-Bereich führen Oberflächenspannungen, die durch den
vorausgehenden Abschreckvorgang hervorgerufen wurden, zu einem Phänomen, das als "kritisches Kornwachstum" bezeichnet
wird. Es· bilden sich von der Oberfläche an bis in eine Tiefe, die unveränderlich grosser als 0,127 cm (O.O5O inch)
ist und gewöhnlich 0,25^ cm erreicht, gross-stückige alpha-Körner.
Ein klarer Unterschied muss fiier zwischen dieser dicken
alpha-Zone, die durch kritisches Kornwachstum verursacht wird, und der sehr dünnen, d.h. weniger als 0,0127 cm
dicken alpha-Zone, die sich gewöhnlich infolge eines hohen Sauerstoffgehaltes in Oberflächenfilmen bildet,
gemacht werden. Dieser letztere Typ einer alpha-Zone lässt sich stets durch Routineoperationen, wie Sandstrahlen
und Beizen, entfernen.
Die gross-stückige alpha-Struktur weist Eigenschaften
auf, die sich von denen des Materialinneren unterscheiden, und ist daher zu beanstanden. Er ist daher erforderlich,
die gross-stückige alpha-Schicht durch spanabhebende Bearbeitung, Abschleifen usw. zu entfernen. Die mit der
spanabhebenden Bearbeitung verbundene Zeitdauer und die Grosse des Materialverlustes, der sich daraus ergibt,
stellen einen wesentlichen Kostenfaktor bei der Herstellung eines brauchbaren Metalls dar.
Im Grunde genommen umfasst die vorliegende Erfindung das Abschrecken von Zirkonium und seinen Legierungen in Wasser,
dessen Temperatur mindestens etwa 60,0 C beträgt, zur Verhinderung der Bildung einer alpha-Strukturschicht.
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Vermöge des vorstehend beschriebenen, grundlegenden Konzeptes
wird das Hauptziel der vorliegenden Erfindung erreicht, nämlich die Überwindung der zuvor erwähnten Nachteile des
aus dem Stand der Technik bekannten Abschreckverfahrens.
Die vorstehenden und andere Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen aus der nachfolgenden Einzelbeschreibung
der bevorzugten Ausführungsform hervor.
Gemäss der vorliegenden Erfindung werden Zirkonium und seine
Legierungen in Wasser, dessen Temperatur mindestens etwa 60,0 C beträgt, abgeschreckt. Die bevorzugte Wassertemperatur
liegt oberhalb 71,1 C und so nahe am Siedepunkt
des Wassers, wie es praktisch möglich ist.
Es sei bemerkt, dass das Abschrecken von Zirkonium und seinen Legierungen in den meisten üblichen ölen selbst
bei den erhöhten Temperaturen, die für die vorliegende Erfindung erforderlich sind, nicht durchgeführt werden
•kann, da die sich ergebende Wasserst off auf nähme ihre
metallurgischen Merkmale ungünstig beeinflussen könnte.
Wenn Zirkonium oder seine Legierungen, beispielsweise Zircaloy IV, nach dem erfindungsgemässen Verfahren abgeschreckt
werden, wird die Bildung der zuvor beschriebenen, schädlichen Oberflächenschicht mit gross-stückiger
alpha-Struktur, die sich bislang während des nachfolgenden Erhitzens in dem alpha-Temperaturbereich bildete, ausgeschlossen.
Die früher bestehende Notwendigkeit, die beträchtlich tiefe, gross-stückige alpha-Schicht maschinell
abzuheben, entfällt somit, und dies hat zur Folge, dass die übermässigen Kosten zur Herstellung von brauchbarem
Metall, die sich daraus ergaben, eliminiert werden.
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Claims (2)
1. Verfahren zur Hitzebehandlung von Zirkonium und seinen Legierungen durch Abschrecken aus dem Temperaturbereich
der beta-Phase und nachfolgendes Behandeln des Materials bis zu einer Temperatur im alpha-Bereich, dadurch gekennzeichnet,
dass man den Abschreckschritt durch Eintauchen des Materials in Wasser, das bei einer Temperatur von
mindestens etwa 60,0 0C gehalten wird, ausführt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man das Wasser bei einer Temperatur von mindestens 71»! (
hält.
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