DE2951102A1 - Verfahren zum behandeln eines koerpers aus einer zirkoniumlegierung zur verbesserung seiner korrosionsbestaendigkeit - Google Patents

Verfahren zum behandeln eines koerpers aus einer zirkoniumlegierung zur verbesserung seiner korrosionsbestaendigkeit

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DE2951102A1 DE19792951102 DE2951102A DE2951102A1 DE 2951102 A1 DE2951102 A1 DE 2951102A1 DE 19792951102 DE19792951102 DE 19792951102 DE 2951102 A DE2951102 A DE 2951102A DE 2951102 A1 DE2951102 A1 DE 2951102A1
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
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    • C22F1/16—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of other metals or alloys based thereon
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    • C22F1/186—High-melting or refractory metals or alloys based thereon of zirconium or alloys based thereon

Description

Beschreibung
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen von korrosionsbeständigen Oberflächen auf Zirkoniumlegierungen durch Abschrecken aus der A-Phase.
Zirkoniumlegierungen sind als Umhüllungs- und Baumaterial in wassergekühlten, moderierten Siedewasser- und Druckwasser-Kernreaktoren weit im Gebrauch. Diese Legierungen kombinieren einen geringen Neutronenabsorptionsquerschnitt mit einer guten Korrosionsbeständigkeit und angemessenen mechanischen Eigen-' schäften.
Die üblichsten Zirkoniumlegierungen, die derzeit benutzt werden, sind Zircaloy-2 und Zircaloy-4. Die Nominalzusammensetzung dieser Legierungen ist in der folgenden Tabelle I angegeben.
Tabelle I
Zircaloy-2 Element Oewichts-X 1,7 1,7
Sn 1,2 - - 0,20 - 0,24
Pe 0,07 - 0,15 - 0,13
Cr 0,05 - 0,08
Ni 0,03
Zr Rest Gewichts-^
Zircaloy-'l Element 1,2 -
Sn 0,18
Fe 0,07
Cr Rest
Zr
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Zusätzlich zu diesen beiden Legierungen ist viel rrit Zr-Vi ?■ Nb gearbeitet worden.
Im allgemeinen haben sich diese Materialien unter den Hetriebsbedingungen eines Kernreaktors als angemessen erwiesen. Der Ingenieur, der Brennstoffelemente entwirft, möchte ein Umhüllungsmaterial, das gegenüber Wasserkorrosion bei hoher Temperatur bestandiger ist, das aber eine angemessene mechanische Festigkeit beibehält.
Während der Herstellunp von Kanälen aus Zirkoniumlegierung wird ein Saum in den Kanälen durch Zusammenschweißen hergestellt. Es ist beobachtet worden, daß dieser Saum gegenüber der beschleunigten Klümpchenkorrosion (im Englischen "nodular corrosion") beständiger ist als der Pest des ungeschweißten Kanales. Außerdem hat eine weitere Arbeit in der Literatur gezeigt, daß die beschleunigte Klümpchenkorrosion in einer Umgebung heißen Dampfes hohen Druckes durch Wärmebehandlungen in der ft-Phase behindert werden kann, die ähnlich sind der Wirkung, die man beim Abkühlen der Schweißsäume durch den fl -Phasenbereich unmittelbar nach dem Schweißen erhält.
Der genaue Grund für die verstärkte Beständigkeit von Zirkoniumlegierung, die aus der β -Phase abgeschreckt ist, gegenüber beschleunigter Klümpchenkorrosion in einer Umgebung heißen Dampfes hohen Druckes ist nicht vollkommen verstanden. Ks scheint jedoch, daß diese verstärkte Korrosionsbeständigkeit in Beziehung steht zu der feinkörnigen gleichaehsigen Struktur und der feinen Dispersion von intermetallischen Verbindungen von Eisen, Nickel und Chrom in der aus der β -Phase abgeschreckten Zirkoniumlegierung. Die Wirkung des Abschreckens aus der β -Phase auf die metallurgische Struktur von Zirkoniumlegierung (bzw. Zircaloy) stammt von der Tatsache, daß β die Kochtemperaturphase von Zircaloy ist, die unterhalb von 8lO°C nicht stabil ist und der Tatsache, daß Eisen, Nickel und Chrom P-Phasenstabilisatoren sind, die sich vorzugsweise in der β -Phase ausscheiden.
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Wird eine Zircaloyprobe im c£ * ß -Phasenbereich gehalten, der, wie in Figur 1 der Zeichnung ersichtlich, im Bereich von 810 bis 97O0C liegt, dann wandelt sich Zircaloy in eine Zweiphasenmischung aus CC und β -Körnern um. Eisen, Nickel und Chrom als β -Phasenstabilisatoren scheiden sich mit den Q -PhasenkÖrnern aus. Beim Abkühlen der Zircaloy aus diesem Zweiphasenbereich über die Phasengrenze zwischen cC + β und <£ in den
ct. -Bereich zersetzt sich die Q -Phase unter Bildung feiner Körner aus cC -Zirkonium und Abweisung der intermetallischen Verbindungen von Eisen, Nickel und Chrom auf die benachbarten Korngrenzen der neugebildeten c<--Körner. Die resultierende metallurgische Struktur von Zircaloy ist so eine feinkörnige dC-Struktur mit einer feinen Dispersion von darin verteilten intermetallischen Verbindungen von Eisen, Nickel und Chrom. Eine ähnliche metallurgische Struktur kann man durch direktes Abschrecken aus dem ß-Phasenbereich oberhalb von 97O°C erhalten. Diese Wärmebehandlung führt zu einer sehr feinkörnigen, korbleinwandbindungartigen cC -Struktur mit einer feinen Verteilung von intermetallischen Verbindungen von Eisen, Nickel und Chrom darin. Die letztgenannte Wärmebehandlung verläuft parallel der thermischen Geschichte einer Schweißstelle beim Abkühlen und führt zu einer metallurgischen Struktur mit verbesserter Beständigkeit gegenüber beschleunigter Klümpchenkorrosion in heißem Dampf hohen Druckes. Nicht nur die Zircaloyssondern auch die Zirkoniumlegierung Zr-15 % Nb zeigt diese Korrosionsbeständigkeit in aus der β -Phase abgeschrecktem Zustand.
Eine solche Abschreckung aus der β - oder aC + β -Phase ist für massige Stücke aus Zirkoniumlegierung nicht immer machbar, weil die Formungsoperationen, die Anforderungen an die mechanischen Eigenschaften und die Erzeugung starker thermischer Belastungen oder starker thermischer Verformungen in einem massigen Körper aus Zircaloy stellen, ein solches Abschrecken verhindern können.
In solchen Fällen müssen andere Wege gefunden werden, um
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- υ —
die beschleunigte Klümpchenkorrosion von Zircaloy in einer Umgebung heißen Dampfes hohen Druckes zu vermeiden.
Die beschleunigte Korrosion von Zircaloy-2 und Zircaloy-'i ist unter den Betriebsbedingungen eines Siedewasser-Kernreaktors beobachtet worden und scheint an lokalisierten Stellen zu beginnen und sich durch seitliches Wachstum derart über die Zircaloy-Oberflache auszubreiten, daß in den anfänglichen Wachstumsstufen die dicken hellgefftrbten Oxidklümpchen wie Inseln auf einem dünnen homogenen dunklen Oxidhintergrund erscheinen. Dieser beschleunigte KorrosionsprozeB,der in heißem Dampf hoher Temperatur auftritt, kann metallurgisch durch Abschrecken von Zircaloy aus ihrer bei hoher Temperatur beständigen körperzentrierten kubischen β-Form verhindert werden. Zircaloy, die aus der Q -Phase abgeschreckt ist, bildet ein dünnes zusammenhängendes Schutzoxid in einer Umgebung heißen (500°) Dampfes hohen Druckes (100 Atm.), die beträchtlich beständiger gegenüber Korrosion in einem Reaktor ist, als Zircaloy, die nicht durch das Erhitzen in die ß-Phase und Abschrecken daraus korrosionsinhibiert ist.
Unglücklicherweise vermindert die zur /3 -Phase führende Wärmebehandlung die mechanische Festigkeit von Zircaloy und erhöht stark die Dehnungsgeschwindigkeit,bei der Empfindlichkeiten gegenüber der Dehnungsgeschwindigkeit beobachtet werden, die ein Anzeichen für Superplastizität sind. Diese hohe Empfindlichkeit gegenüber der Dehnungsgeschwindigkeit und die geringere Festigkeit werden durch Korngrenzengleiten bei vergrößerten Korngrenzenbereichen aufgrund der feineren Korngröße in Zircaloy im aus der ß -Phase abgeschreckten Zustand verursacht. Wegen dieser mechanischen Nachteile ist massige Zircaloy, die aus der β -Phase abgeschreckt ist, als Umhüllungs- und Baumaterial für wassergekühlte Kernreaktoren nicht besonders geeignet.
Trotz der potentiellen nachteiligen Wirkung des Abschreckens
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aus der ft -Phase auf die mechanischen Eigenschaften von Zircaloy sind massive Kanäle aus Zircaloy im aus der ß -Phase abgeschreckten Zustand für Kernreaktoren im Handel gewesen wegen der hervorragenden Korrosionsbeständigkeit der Zircaloy im aus der β-Phase abgeschreckten Zustand. Das bisher angewendete Verfahren bestand im Hindurchleiten eines Zircaloy-Kanales durch einen Induktionserhitzer, um den Kanal in den zweiphasigen <£+ ß -Bereich zu erhitzen. Dieser Kanal wurde nachfolgend rasch durch Aufspritzen von V/asser abgeschreckt. Obwohl dieses Verfahren dem Zircaloy-Kanal die erwünschte Korrosionsbeständigkeit verleiht, hat es doch verschiedene Nachteile.
So gestattet das Induktionserhitzen und Wasserabschrecken des Zircaloy-Kanales in Gegenwart von Sauerstoff und V/asser die Bildung einer dicken schwarzen Oxidschicht auf dem Kanal, die nachfolgend entfernt werden muß. Diese zusätzliche Stufe erhöht die Herstellungskosten.
Obwohl es nur erforderlich ist, die Oberflächenschichten des Kanales wärmezubehandeln, setzt das derzeit verwendete Verfahren die ganze Kanalmasse der Wärmebehandlung aus. Die resultierende Veränderung in den mechanischen Eigenschaften des Kanales unter den Bedingungen der Langzeitstandfestigkeit mag nicht erwünscht sein.
Das Abschrecken mit Sprühwasser ist ein allgemein unerwünschtes Verfahren, insbesondere in einer Anlage, wo die Kontrolle von Feuchtigkeit und Sauberkeit von Bedeutung ist.
Es ist daher erwünscht, eine neue Art aus der (I -Phase abgeschreckter Zircaloy zu haben, die unter Umständen benutzt werden kann,'unter denen massiges aus der β -Phase abgeschrecktes Zircaloy entweder nicht benutzt oder gebildet werden kann, wobei sich das dicke schwarze Oxid nicht auf der Oberfläche der Zircaloy bilden soll und flüssige bzw. gasförmige Abschreckmedien vermieden sind.
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- ίο -
Durch die vorliegende Erfindung wird ein Verfahren zum Abschrekken der Oberfläche eines Körpers aus Zirkoniumlegierung aus der β -Phase geschaffen. Dieses Verfahren verleiht dem Körper Korrosionsbeständigkeit, wenn er heißem Dampf hohen Druckes ausgesetzt ist.
Der Oberflächenteil des Körpers wird dazu bis zu einer Temperatur erhitzt, bei der körperzentrierte kubische P -Körner aus der Zirkoniumlegierung gebildet werden. Dann setzt man das Erhitzen weiter isotherm für eine ausreichende Zeit fort, damit die Keimbildung und das Wachstum der β -Körner stattfinden kann. Der erhitzte Oberflächenbereich wird dann rasch unter Bildung eines Oberflächenbereiches aus der β-Phase abgeschreckt, der einen Kern aus der Zirkoniumlegierung umgibt und einstückig damit ausgebildet ist. Das metallurgische Gefüge des aus der (i -Phase abgeschreckten Oberflächenbereiches ist ein feinkörniges korbleinwandbindungsförmiges oT -Gefüge mit einer gleichmäßigen Verteilung intermetallischer Verbindungen von Ubergangsmetallen darin, wobei das Übergangsmetall zumindestens eines ist aus Eisen, Nickel, Chrom, Vanadium und Tantal. Das Gefüge des Kernmaterials ist so ausgewählt, daß die physikalischen und mechanischen Eigenschaften des Körpers aus der Zirkoniumlegierung optimal sind. Das metallurgische Gefüge des Kernes umfaßt öT -Körner, die größer sind als die cC -Körner des äußeren Oberflächenbereiches und die intermetallischen Verbindungen der Obergangsmetalle sind weniger gleichmäßig verteilt, als in dem äußeren Oberflächenbereich .
Ein bevorzugtes Verfahren zum Bilden des aus der /3 -Phase abgeschreckten Oberflächenbereiches erfolgt durch Anwenden eines Laserstrahles in einer Reihe einander überlappender Durchgänge. Dabei kann entweder der Laserstrahl in einer XY-Richtung oder der Körper aus Zirkoniumlegierung in einer XY-Richtung bewegt werden.
In Figur 1 ist ein Gleichgewichts-Phasendiagramm von Zirkonium
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1 x~
und Zinn gezeigt. Zinn ist der Hauptlegierungszusatz zu Zirkonium, der Zircaloy entstehen läßt. In dem interessierenden Zinnbereich von 1,2 bis 1,7 Gewichts-? Zinn hat Zircaloy drei Phasen in dem angegebenen Temperaturbereich, nämlich die hexagonal dicht gepackte ei-Phase, die körperzentrierte kubische /^-Phase und die flüssige ^ -Phase.
Figur 2 ist eine schematische Darstellung der Laserbehandlung einer Zircaloyplatte und
Figur 3 ist eine schematische Darstellung einer Zircaloyplatte nach der Laserbehandlung, die den erhitzten und aus der β-Phase abgeschreckten Oberflächenbereich mit dem benachbarten nicht erhitzten <£ -Bereich darunter zeigt.
In der vorliegenden Erfindung wurde festgestellt, daß durch Abtasten der Oberfläche eines Körpers aus Zircaloy mittels eines Laserstrahles eine dünne Schicht benachbart der Oberfläche zuerst auf eine Temperatur erhitzt wird, bei der sich die /& -Phase bildet und dann läßt man sie sich rasch selbst abschrecken unter Bildung einer Sperre aus aus der β-Phase abgeschreckter Zircaloy an der Oberfläche.
In Figur 2 ist ein plattenartiger Körper 10 aus Zircaloy gezeigt, der gerade einer I.aserstrahlbehandlung mit nachfolgendem Abschrecken aus der β -Phase unterliegt. Ein Laserstrahl 1JO trifft auf die Oberfläche 12 des Körpers 10 aus Zircaloy und bildet einen Bereich 22, der auf einen Temperaturbereich erhitzt wird, bei dem die Keimbildung und das Wachstum der β -Körner der Zircaloy erfolgen. Der Laserstrahl tastet über die Oberfläche 12 des Körpers 10 mit einer Geschwindigkeit V. Unmittelbar hinter dem sich bewegenden erhitzten Bereich 22 des Körpers 10 erfolgt ein Selbstabschrecken der Zircaloy unter Bildung eines Pfades 20 aus aus der β -Phase abgeschreckter Zircaloy über die Oberfläche 12 des Körpers 10 aus Zircaloy.
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Die Energie des Laserstrahles *4O reicht bei der gegebenen Abtastgeschwindigkeit V dee Laserstrahles zur Bildung einer Region 22 vorbestimmter Tiefe, die bis in den Temperaturbereich erhitzt wird, in dem sich ft -Körner bilden. Das aus der β -Phase durch Abschrecken erhaltene Material 20 in der Oberfläche der Schicht 12 des Körpers 10 widersteht der beschleunigten Klümnchenkorrosion in einer Umgebung heißen Dampfes hohen Druckes.
Damit der erhitzte Oberflächenbereich 22 β -Körner bildet, muß ausreichend Zeit bei den hohen Temperaturen zur Keimbildung und zum Wachstum der β -Körner vergehen. Ist / der Radius der erhitzten Zone 22 unterhalb des Laserstrahles *40, der mit der Geschwindigkeit V bewegt wird, dann ist die Zeit *j~, während der die Oberflächenschicht erhitzt wird, nach der folgenden Gleichung zu errechnen:
Die für Keimbildung der ß -Körner erforderliche Zeit °Γ"Ν und die für das Wachsen dieser β -Körner zu einer Größe L bei einer Kornwachstumsgeschwindigkeit VQ erforderliche Zeit ergibt sich aus der folgendem Gleichung:
CT _ or- <rr-1 total 1N 'G
= TN ♦ L/VG (2)
Aus den Gleichungen (1) und (2) und der Bedingung, daß ^f größer alsclr^ota^ ist, ergibt sich die maximale Laserabtastgeschwindigkeit V „. bei der das Abschrecken aus der 0 -Phase noch aufmax r
treten wird:
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Vmax ^=- (3)
(VGrN ♦ L)
Nimmt man die folgenden Werte V„ = 2 χ ΙΟ"-5 cm/sec, J - 2 cm,
Ij -1 "
L = 10 cm und T„ = IO sec, dann erhält man die maximale Laserabtastgeschwindigkeit V , bei der ein Abschrecken aus der
mfxX
P -Phase für die Oberflächenschicht der Zircaloy für die erhitzte 2 cm- Zone 22 noch erfolgt, zu 26 cm/sec. L, V- und TT1 sind Eigenschaften, die dem Zircaloymaterial innewohnen und die nachher nicht variiert werden können. Es kann jedoch die Größe ^J" der erhitzten Zone 22 variiert werden, indem man die Breite des Laserstrahles I)O variiert, was gleichzeitig zu einer Variation der maximalen Laserabtastgeschwindigkeit V führt.
RIdX
Es existiert also eine maximale kritische Lasergeschwindigkeit, oberhalb der nicht genug Zeit vorhanden ist, daß sich β-Körner in der erhitzten Zone 22 bilden. Außerdem gibt es eine minimale kritische Lasergeschwindigkeit V . , unterhalb der sich die erwünschte metallurgische Struktur der Zircaloy nicht bilden wird, weil die Abkühlungsgeschwindigkeit zu gering ist. Die physikalische Ursache für die maximale Grenze der Laserabtastgeschwindigkeit war die Zeit, die in der erhitzten Zone erforderlich war, damit die Keimbildung und das Wachsen der β -Körner erfolgen konnten. Die physikalische Ursache der Minimalgrenze der Laserabtastgeschwindigkeit ist die mindestens erforderliche Abschreckgeschwindigkeit, damit sich die metallurgische Struktur des Zircaloy beim Abschrecken aus der jQ-Phase bildet, die in einer Umgebung heißen Dampfes hohen Druckes beständig ist gegenüber beschleunigter KlHmpchenkorrosion.
η) Τ
Die Abschreckgeschwindigkeit ~-r- von Zircaloy in der Oberflächen-
0 ^
zone 20 hinter dem sich bewegenden Laserstrahl 40 ist gegeben
T der Temperaturgradient in der Zircaloy ist. Bewegt sich
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l'J -
der Laserstrahl in der X-Richtung, dann ist nach der Dimensionsanalyse der zeitgemittelte Temperaturgradient \7 T an einem Punkt in der Probe mit der Temperatur T
VT = J— T (5)
worin V die Lasergeschwindigkeit, T die Temperatur und D™ die thermische Diffusionskonstante von Zircaloy ist. Die Kombination der Gleichungen (4) und (5) kann nach der minimalen kritischen Laserabtastgeschwindigkeit V . aufgelöst werden, die die mindestens erforderliche Abschreckgeschwindigkeit (- 0T ] ergibt
dt Anin
γ j- / /v-Li 1/2
min
V ^t /Bln
worin T„ die Temperatur an der Phasengrenze zwischen d~ and P in der Zircaloy ist. Setzt man die Werte T„ = 8lO°C,
P / Gf ι π
= 0,6 cm /see, und f- -—^j— ) . = 15 C/sec ein, dann beträgt die minimale Laserabtastgeschwindigkeit V . für das Ab-
IfI-L 11 ^
schrecken von Zircaloy aus der 0 -Phase 1,^x 1O~ cm/sec.Dieser Wert ist mit der maximal zulässigen Laserabtastgeschwindigkeit von 26 cm/sec. zu vergleichen, der zur Bildung der β -Körner unterhalb des Laserstrahles erforderlich ist. Es gibt daher nur einen Bereich über zwei Größenordnungen für die Laserabtastgeschwindigkeiten,innerhalb de ssen das Erhitzen der Oberfläche durch den Laserstrahl ein Abschrecken aus der r -Phase gestattet, um die Zircaloy in einer Umgebung heißen Dampfes hohen Druckes beständig gegenüber beschleunigter Klümpchenkorrosion zu machen.
In Figur 3 ist ein Körper 10 aus Zircaloy mit oberer und unterer Oberfläche 12 bzw. 16 und Seitenflächen 28 gezeigt, nachdem das Erhitzen der Oberfläche 12 mit dem Laserstrahl und das Abschrekken aus der β-Phase erfolgt ist. Die Zone 20 des Körpers 10 aus Zircaloy iet ein feinkörniges cC -Zircaloy, das in Form einer
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Korbleinwandbindung vorliegt, das eine sehr feine Dispersion der intermetallischen Verbindungen von Eisen, Nickel und Chrom enthält, resultierend aus dem Abschrecken der Oberfläche aus der
β-Phase. Die Masse des Körpers 10 befindet sich in ihrem ursprünglichen metallurgischen Zustand mit ihren größeren qC-Körnern und der weniger feinverteilten intermetallischen Verbindungen. Die metallurgische Struktur der Masse des Körpers 10 ist ausgewählt worden, um die besten mechanischen und strukturellen Eigenschaften zur endgültigen Verwendung in einem Reaktor zu ergeben. Der Oberflächenbereich 20, der aus der β -Phase abgeschreckt ist, ist hauptsächlich gebildet worden, um der beschleunigten KlUmpchenkorrosion in einer Umgebung heißen Dampfes bei hoher Temperatur zu widerstehen. Somit besteht die Verbundstruktur aus der Oberflächenregion 20, die durch Abschrecken aus der
P-Phase erhalten wurde und dem Körper 10 aus Zircaloy mit einer metallurgischen Struktur, die ausgezeichnete mechanische und strukturelle Eigenschaften hat sowie korrosionsbeständig ist.
eerseite

Claims (1)

  1. Patentansprüche
    1. Verfahren zum Behandeln eines Körpers aus einer Zirkoniumlegierung zur Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit gegenüber heißem Dampf von hohem Druck gekennzeichnet durch :
    (a) Erhitzen des Oberflächenteiles des Zirkoniumkörpers, der die verbesserte Korrosionsbeständigkeit erhalten soll, auf eine Temperatur in dem Bereich, in dem die körperzentrierten kubischen β -Körner der Zirkoniumlegierung gebildet werden,
    (b) isothermes Erhitzen dieses Oberflächenteiles für eine ausreichende Zeit, um die Keimbildung und das Wachstum der
    /* -Körner sicherzustellen,
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    (c) rasches Abschrecken des erhitzten Oberflächenbereiches und Bilden eines metallurgischen Gefüges in diesem Oberflächenbereich, das aus aus der ß -Phase abgeschreckter Zirkoniumlegierung besteht und das einen Kern der Zirkoniumlegierung umgibt, dessen Gefüge so ausgewählt ist, daß der Körper maximale physikalische und mechanische Eigenschaften hat.
    2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das Erhitzen des Oberflächenbereiches des Körpers durch Abtasten der Oberfläche mit einem Laserstrahl in einer Reihe von Durchgängen erfolgt und das weiter die Verfahrensstufen des Erhitzens des Oberflächenbereiches bis zu einer vorbestimmten Tiefe mittels des Laserstrahles zur Bildung einer erhitzten Zone und das Bewegen der erhitzten Zone kontinuierlich durch den Oberflächenbereich des Körpers mit dem Laserstrahl in dem Maße einschließt, wie dieser die Oberfläche abtastet.
    3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß das Abtasten der Oberfläche mit dem Laserstrahl bei einer Maximalgeschwindigkeit gemäß der folgenden Gleichung erfolgt
    V 2^
    max
    ^n + L
    worin ξ der Radius der erhitzten Zone, V_ die /Ϊ -Phasenumwandlungsgeschwindigkeit, Tn die Keimbildungsgeschwindigkeit für die ß -Phase und
    L die /3-Korngröße ist.
    Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß das Abtasten der Oberfläche durch den Laserstrahl mit einer Minimalgeschwindigkeit V . gemäß der folgenden Gleichung erfolgt
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    ORIGINAL INSPECTED
    min
    ' DT /- B τ
    t„ v δ> t /
    B nun
    worin D_ die thermische Diffusionskonstante der Zirkoniumlegierung ist, die aus der ß -Phase abgeschreckt wird, Τ« die Temperatur am Phasenübergang zwischen cCund <£ + β in der Zirkoniumlegierung und
    (~ yr— J die minimale Abschreckgeschwindigkeit ist, \ & t/min
    die die Bildung des metallurgischen Gefüges der Zirkoniumlegierung gestattet, das durch Abschrecken aus der β-Phase erhalten wird.
    5. Verfahren nach den Ansprüchen 2, 3 oder Ί, dadurch gekennzeichnet , daß die wechselseitig benachbarten AbtastdurchgHnge sich um einen vorbestimmten Eetrarr überlappen, um sicherzustellen, daß ein vollkommenes Laserabtasten der Oberfläche erfolgt.
    6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zirkoniumlegierung Zircaloy-2 mit der folgenden Zusammensetzung
    Sn 1,2-1,7 Pe 0,07-0,20 Cr 0,05-0,15 Ni 0,03-0,08 Zr Rest
    oder Zircaloy-lJ mit der folgenden Zusammensetzung
    Sn 1,2-1,7 Fe 0,lR-0,2k Cr 0,07-0,13 Zr Rest
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    oder eine Zirkoniumlegierung der folgenden Zusammensetzung ist
    Nb 16 X ο - ι Zr Rest
    worin X ein Übergangsmetall aus Pe, Ni, Cr, V oder Ta ist.
    7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Erhitzen des Oberfliichenbereiches in der Weise erfolgt, daß die Quelle des Laserstrahles stationär gehalten und der Körper aus der Zirkoniumlegierung unter der Laserstrahlquelle in einer XY-Richtung bewegt wird, um das Abtasten durch den Laserstrahl zu bewirken.
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DE19792951102 1978-12-22 1979-12-19 Verfahren zum behandeln eines koerpers aus einer zirkoniumlegierung zur verbesserung seiner korrosionsbestaendigkeit Withdrawn DE2951102A1 (de)

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