FR2672057A1 - Process for the manufacture of Zircaloy 2 or Zircaloy 4 sheets or tubes - Google Patents
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Abstract
Description
PROCEDE DE FABRICATION DE TOLES OU TUBES EN ZIRCALOY 2 OU EN ZIRCALOY 4
La présente invention concerne des composants en Zircaloy 2 ou 4 et l'amélioration de leurs résistances à la corrosion des types nodulaire et uniforme.PROCESS FOR THE PRODUCTION OF ZIRCALOY 2 OR ZIRCALOY 4 TOLES OR TUBES
The present invention relates to Zircaloy 2 or 4 components and improves their corrosion resistance of the nodular and uniform types.
Les tôles destinées à la fabrication de boîtiers ou d'espaceurs des réacteurs BWR sont réalisées en alliage de zirconium, Zircaloy 4 ou
Zircaloy 2, .dont les compositions sont données par les spécifications
ASTM B 352-85, ces alliages y correspondant respectivement aux nuances R 60804 et R 60802. Les spécifications de contrôle de réception des tôles destinées à la fabrication de composants d'assemblage combustible pour réacteurs BWR exigent que le matériau ait une bonne résistance à la corrosion nodulaire et à la corrosion uniforme.The plates intended for the manufacture of housings or spacers of the BWR reactors are made of zirconium alloy, Zircaloy 4 or
Zircaloy 2, whose compositions are given by the specifications
ASTM B 352-85, these alloys respectively corresponding to grades R 60804 and R 60802. The acceptance control specifications of the sheets for the manufacture of fuel assembly components for BWR reactors require that the material has good resistance to corrosion. nodular corrosion and uniform corrosion.
Pour tester la tenue à ces deux formes de corrosion, les tests habituellement pratiqués sont des tests d'autoclave dans la vapeur d'eau à haute température, tels que:
Corrosion nodulaire 1 jour 5000C
ou 1 jour 5200C
ou 8 heures 4100C + 16 heures 5100C
Corrosion uniforme 3 jours ou 14 jours à 4000C il est connu que la résistance à ces 2 types de corrosion dépend pour une grande part des facteurs liés à la fabrication. Ainsi il est connu qu'une condition nécessaire à l'obtention d'une bonne résistance à la corrosion nodulaire est la présence dans le procédé d'une trempe depuis le domaine
Bêta avec une vitesse de refroidissement d'au moins 100C/sec.To test the resistance to these two forms of corrosion, the tests usually performed are autoclave tests in high temperature water vapor, such as:
Nodular corrosion 1 day 5000C
or 1 day 5200C
or 8 hours 4100C + 16 hours 5100C
Uniform corrosion 3 days or 14 days at 4000C It is known that resistance to these two types of corrosion depends to a large extent on manufacturing factors. Thus, it is known that a necessary condition for obtaining a good resistance to nodular corrosion is the presence in the process of quenching from the field
Beta with a cooling rate of at least 100C / sec.
Après trempe, le facteur prépondérant, en ce qui concerne le procédé de fabrication, est constitué par l'ensemble des traitements thermomécaniques, facteur dont on peut rendre compte à l'aide d'un paramètre calculé :A
A = I ti exp (-Q/RTi) ou t est le temps de traitement en heures
Q l'énergie d'activation
T la température en dégrés Kelvin
R la constante universelle des gaz
Ce paramètre calculé peut s'écrire en première approximation
A = Zti exp (-40000/Ti)
Il est maintenant connu que ce facteur a une-influence inverse sur les deux formes de corrosion. Lorsque A croît, la résistance à la corrosion uniforme s'améliore, tandis que la tenue à la corrosion nodulaire se détériore.After quenching, the predominant factor, as far as the manufacturing process is concerned, is the set of thermomechanical treatments, a factor that can be accounted for using a calculated parameter:
A = I ti exp (-Q / RTi) where t is the treatment time in hours
Q activation energy
T Kelvin temperature in degrees
R the universal constant of gases
This calculated parameter can be written as a first approximation
A = Zti exp (-40000 / Ti)
It is now known that this factor has an inverse influence on both forms of corrosion. As A increases, the uniform corrosion resistance improves, while the resistance to nodular corrosion deteriorates.
Et il existe une plage de valeurs de A où on peut obtenir un compromis relativement satisfaisant permettant d'assurer une bonne résistance du
Zircaloy aux deux formes de corrosion. Il est admis que le facteur physique lié à ce paramètre A est la taille des précipités.And there is a range of values of A where one can obtain a relatively satisfactory compromise allowing to ensure a good resistance of the
Zircaloy with both forms of corrosion. It is accepted that the physical factor related to this parameter A is the size of the precipitates.
L'ensemble de ces connaissances a conduit la demanderesse à mettre au point des produits en Zircaloy 2 ou 4 dits "super alpha" (marque commerciale), dont la gamme de fabrication répond aux impératifs suivants:
A est inférieur à 10-19 et les traitements thermiques ou thermomécaniques sont effectués à des températures ne dépassant pas 6500C.All this knowledge led the plaintiff to develop products in Zircaloy 2 or 4 called "super alpha" (trademark), the range of manufacture meets the following requirements:
A is less than 10-19 and thermal or thermomechanical treatments are performed at temperatures not exceeding 6500C.
Toutefois une telle gamme a donné en fabrication industrielle (traitements en four statique) des résultats irréguliers, dont certains mauvais en résistance à la corrosion soit uniforme, soit nodulaire. Et des traitements thermiques en continu ont donné des résultats irréguliers malgré des valeurs de A très voisines et des tailles de précipités identiques.However, such a range has given in industrial manufacture (static furnace treatments) irregular results, some of which are bad in corrosion resistance either uniform or nodular. And continuous heat treatments gave inconsistent results despite very similar A values and identical precipitate sizes.
La demanderesse a cherché à mettre au point des conditions de fabrication donnant des résistances à la corrosion constamment satisfaisantes. The applicant has sought to develop manufacturing conditions giving corrosion resistances consistently satisfactory.
EXPOSE DE L'INVENTION
L'invention a pour objet un procédé de fabrication de tôles ou tubes en
Zircaloy 2 ou 4, dans lequel on dégrossit à chaud une ébauche, puis on la trempe depuis le domaine béta puis on la transforme par une succession de traitements thermomécaniques et/ou mécaniques et thermiques, les températures eL durées des traitements thermiques ou thermomécaniques étant alors repérés par un paramètre A::
A = X ti e exp (-40000/Ti), dans lequel t. et T sont les temps de
i i traitement (h) et les températures en degrés Kelvin de chacun des traitements successifs, et le facteur A étant limité pour ladite succession de traitements, caractérisé en ce qu'on limite A seulement pour l'ensemble des traitements précédant le traitement thermique final, et en ce qu'on effectue ce traitement thermique final dans le haut du domaine alpha, à au moins 72O0C et pendant moins de 15 minutes au-dessus de 7200C.SUMMARY OF THE INVENTION
The subject of the invention is a method for producing sheets or tubes made of
Zircaloy 2 or 4, in which a rough is rough-cut, then quenched from the beta domain and then transformed by a succession of thermomechanical and / or mechanical and thermal treatments, the temperatures and durations of heat or thermomechanical treatments then being marked with a parameter A ::
A = X ti e exp (-40000 / Ti), in which t. and T are the times of
ii treatment (h) and the temperatures in degrees Kelvin of each of the successive treatments, and the factor A being limited for said succession of treatments, characterized in that limit A only for all the treatments preceding the final heat treatment, and in that this final heat treatment is carried out in the upper alpha domain at at least 72 ° C. and for less than 15 minutes above 7200 ° C.
Alors qu'il est connu qu'une augmentation de la température des traitements thermiques postérieurs à la trempe depuis le domaine alpha nettement au-dessus de 6500C entraîne une dégradation de la résistance à la corrosion nodulaire des produits en Zircaloy 2 ou 4, il a été ici découvert qu'un traitement thermique final à température supérieure à 7200C était favorable pourvu qu'il soit de courte durée.While it is known that an increase in the temperature of post-quenching heat treatments from the alpha domain significantly above 6500C results in a degradation of the nodular corrosion resistance of the Zircaloy 2 or 4 products, it has It has been discovered here that a final heat treatment at a temperature above 7200C was favorable provided it was of short duration.
La limitation de A est alors conservée par tous les traitements thermomécaniques ou thermiques compris entre la trempe depuis béta et le traitement thermique ou recuit final. Il est ainsi conseillé de maintenir
A en-dessous de 1,6 x 10 19 et de préférence 10.19
Les durée et température du traitement final sont de préférence limitées comme suit: - soit 3 à 5 minutes au-dessus de 7200C, la température maximale pouvant alors varier jusqu'en haut du domaine alpha, typiquement jusqu'à 7900C; - soit moins de 10 minutes, et de préférence 3 à 5 minutes, entre 740 et 7600C. The limitation of A is then preserved by all the thermomechanical or thermal treatments included between the quenching since beta and the heat treatment or final annealing. It is thus advisable to maintain
At less than 1.6 x 10 19 and preferably 10.19
The duration and temperature of the final treatment are preferably limited as follows: - 3 to 5 minutes above 7200C, the maximum temperature can then vary up to the alpha domain, typically up to 7900C; or less than 10 minutes, and preferably 3 to 5 minutes, between 740 and 7600C.
La trempe de l'ébauche depuis le domaine béta est de préférence très rapide, causant un refroidissement de cette ébauche d'au moins 400C par seconde jusqu'à 6000C, dans une zone située de 2 à 3 mm de la surface température au-dessous de laquelle il n'y a plus ou presque plus d'effet sur la tenue à la corrosion.Quenching of the blank from the beta domain is preferably very fast, causing the blank to cool at least 400 ° C. per second to 6000 ° C., in an area 2 to 3 mm from the temperature surface below. of which there is more or almost no effect on the corrosion resistance.
Le procédé est appliqué à la fabrication de tôles pour boîtiers, ou espaceurs typiquement ceux des réacteurs BWR.The method is applied to the manufacture of plate for housings, or spacers typically those of BWR reactors.
Il peut êtresaussi appliqué à la fabrication de tubes en particulier des tubes de gainage, transformés essentiellement après trempe depuis le domaine béta par extrusion dans le domaine alpha puis par des laminages et traitements thermiques alternés, ces tubes pouvant être gainés intérieurement de zirconium non allié à partir de l'extrusion.It can also be applied to the manufacture of tubes, especially cladding tubes, transformed essentially after quenching from the beta domain by extrusion in the alpha domain and then by alternating thermal lamination and treatment, these tubes being able to be sheathed internally with unalloyed zirconium. from extrusion.
L'invention procure des résistances aux corrosions nodulaire et uniforme très régulières. Les exemples permettront d'illustrer les difficultés rencontrées et les nouveaux résultats obtenus.The invention provides very regular nodular and uniform corrosions. The examples will illustrate the difficulties encountered and the new results obtained.
EXEMPLES 1/ Gamme de fabrication du Zircaloy "super alpha" et résultats d'essais (témoin)
Un exemple de cette gamme est indiqué ci-après:
Trempe à l'eau froide après chauffage en béta d'une platine de 20 mm d' épaisseur;
Laminage à chaud jusqu'à 6 mm après chauffage à une température inférieure à 6500C;
Transformation à froid en plusieurs cycles d'écrouissage de 30 à 50%, ces taux d'écrouissage ou de laminage étant calculés par la formule (1 e/E)xlOO ou E et e sont respectivement les épaisseurs avant et après laminage;
Traitements thermiques intermédiaires en fours statiques sous vide ou sous Argon, comportant: soit des restaurations soit des recuits de recristallisation de 1 à 4 heures à des
températures inférieures à 6500 C. EXAMPLES 1 / Zircaloy "super alpha" production range and test results (control)
An example of this range is shown below:
Quenched with cold water after heating in beta a platinum 20 mm thick;
Hot rolling up to 6 mm after heating to a temperature below 6500C;
Cold processing in several cold-working cycles of 30 to 50%, these hardening or rolling rates being calculated by the formula (1 e / E) × 100 or E and e are respectively the thicknesses before and after rolling;
Intermediate thermal treatments in static vacuum furnaces or in argon furnaces, comprising: either restorations or recrystallization anneals of 1 to 4 hours at
temperatures below 6500 C.
Traitement thermique final en four statique sous vide ou sous Argon de 1 à 2 heures, à une température moyenne de 6200C.Final heat treatment in static oven under vacuum or Argon for 1 to 2 hours at an average temperature of 6200C.
- Résultats d'essais sur des échantillons de tôles en Zircaloy 4 de 2,5 mm d'épaisseur, selon le facteur durée A (h) de chaque tôle:
TABLEAU 1
TABLE 1
<tb> A <SEP> 1x1019 <SEP> 2,5x10-19 <SEP> 7 <SEP> selon <SEP>
<tb> ll <SEP> I <SEP> <SEP> ll <SEP> I <SEP>
<tb> <SEP> 17-15-16 <SEP>
<tb> H <SEP> Corrosion <SEP> à <SEP> 400 C <SEP> 3 <SEP> jours <SEP> 17 <SEP> 14-15-14 <SEP> 14-15-14 <SEP>
<tb> Il <SEP> (mg/dm2) <SEP> 11 <SEP> H
<tb> ll <SEP> Il <SEP> <SEP> g <SEP>
<tb> H <SEP> Corrosion <SEP> à <SEP> 500 C <SEP> 1 <SEP> jour <SEP> Il <SEP> 118-129-152 <SEP> 161-99-101 <SEP> H <SEP> 230-210-274 <SEP> I <SEP>
<tb> ll <SEP> (mg/dm2) <SEP> Il <SEP> N <SEP> <SEP> H <SEP> g <SEP>
<tb>
Les gains de poids admis habituellement pour ces tests de corrosion sont: . corrosion uniforme, 4000C/3 j = au plus, 22 mg/dm2 corrosion nodulaire, 5000C/1 j = au plus, 100 mg/dm2.<tb> A <SEP> 1x1019 <SEP> 2.5x10-19 <SEP> 7 <SEP> according to <SEP>
<tb> ll <SEP> I <SEP><SEP> ll <SEP> I <SEP>
<tb><SEP> 17-15-16 <SEP>
<tb> H <SEP> Corrosion <SEP> at <SEP> 400 C <SEP> 3 <SEP> days <SEP> 17 <SEP> 14-15-14 <SEP> 14-15-14 <SEP>
<tb> It <SEP> (mg / dm2) <SEP> 11 <SEP> H
<tb> ll <SEP> It <SEP><SEP> g <SEP>
<tb> H <SEP> Corrosion <SEP> at <SEP> 500 C <SEP> 1 <SEP> day <SEP> It <SEP> 118-129-152 <SEP> 161-99-101 <SEP> H <SEP> 230-210-274 <SEP> I <SEP>
<tb> ll <SEP> (mg / dm 2) <SEP> It <SEP> N <SEP><SEP> H <SEP> g <SEP>
<Tb>
The weight gains usually admitted for these corrosion tests are:. uniform corrosion, 4000C / 3J = at most, 22 mg / dm2 nodular corrosion, 5000C / 1J = at most, 100 mg / dm2.
- Résultats sut un lot industriel de 1,8 tonne de tôles en Zircaloy 4 d'épaisseur 3 mm; les traitements thermiques ayant été faits en fours statiques:
Corrosion 4000C (3 jours): 13 à 21 mg/dm2
Corrosion 5000C (1 jour ): 75 à 250 mg/dm2
Les dispersions de gains de poids dans un même lot sont plus importantes que sur les tôles d'essai précédentes. Dans les fours statiques traitant des lots industriels, les rariations de température et de temps entre divers points d'un même lot atteignent 20 à 300C et 2 à 3 heures. Ces variations se traduisent par des différences importantes de propriétés.Results from an industrial batch of 1.8 tons of Zircaloy 4 sheets 3 mm thick; thermal treatments having been made in static furnaces:
Corrosion 4000C (3 days): 13 to 21 mg / dm2
Corrosion 5000C (1 day): 75 to 250 mg / dm2
The dispersions of weight gains in the same batch are greater than on the previous test plates. In static furnaces treating industrial batches, the temperature and time differences between different points of the same batch reach 20 to 300C and 2 to 3 hours. These variations translate into significant differences in properties.
Les variations de résistance à la corrosion, particulièrement celles des gains de poids au test à 500 C, sont inacceptables.Corrosion resistance variations, particularly those of 500 C test weight gains, are unacceptable.
2/ Essais en four en continu (2e témoin)
Pour résoudre ce problème de variations liées au profil thermique des fours statiques industriels, on a utilisé un four en continu à passage soit en tôle à tôle, soit en bobine, de telle façon que toute section de métal traité ait été soumise exactement au même profil thermique pour l'ensemble du lot traité.2 / Continuous furnace tests (2nd control)
To solve this problem of variations related to the thermal profile of industrial static furnaces, a continuous furnace was used either in sheet metal or coil, so that any section of treated metal was subjected to exactly the same profile. thermal for the whole batch treated.
Les essais pour valider cette gamme comportant des traitements thermiques en continu sous gaz neutre vis à vis du Zircaloy, ont permis de constater que pour des mêmes valeurs du paramètre A, les effets des traitements continus étaient l'exemple ci-après concernant de la tôle de 1,2 mm en
Zircaloy 4.Cet exemple compare plusieurs lots correspondant à deux gammes donnant sensiblement la même valeur de A et ne différant que par les deux derniers traitements thermiques, le reste de la gamme étant conforme à la gamme indiquée en 1/:
TABLEAU 2
Zircaloy 4.This example compares several batches corresponding to two ranges giving substantially the same value of A and differing only in the last two heat treatments, the rest of the range being in accordance with the range indicated in 1 /:
TABLE 2
<tb> Gamme <SEP> B
<tb> avant-dernier <SEP> traitement <SEP> 520 C
<tb> <SEP>
<tb> I <SEP> I <SEP> <SEP> I <SEP>
<tb> Traitement <SEP> final <SEP> I <SEP> 6200C <SEP> I <SEP> 700 C <SEP> <SEP> I <SEP>
<tb> Il <SEP> H <SEP> <SEP> 2 <SEP> heures <SEP> H <SEP> <SEP> 2 <SEP> min <SEP> Il <SEP>
<tb> I
<tb> 9 <SEP> A <SEP> global <SEP> de <SEP> la <SEP> gamme <SEP> 1,6 <SEP> x <SEP> 10-19 <SEP> 1,3 <SEP> x <SEP> 10 <SEP> R <SEP>
<tb> I <SEP> I <SEP> H <SEP> I
<tb> I <SEP> 4000C <SEP> 3 <SEP> jours <SEP> (mg/dm2) <SEP> H <SEP> 12 <SEP> à <SEP> 15 <SEP> I <SEP> <SEP> 15 <SEP> à <SEP> 40 <SEP> | <SEP>
<tb> I <SEP> H <SEP> <SEP> I <SEP> I <SEP>
<tb> 5000C <SEP> 1 <SEP> jour <SEP> (mg/dm2) <SEP> I <SEP> 70 <SEP> à <SEP> 180 <SEP> 50 <SEP> à <SEP> 130 <SEP> <SEP> H <SEP>
<tb> wi <SEP>
<tb>
On a aussi calculé le paramètre A correspondant à l'ensemble des traitements précédant le traitement final pour les gammes B et C, il est respectivement de 0,9 x 10-19 et 0,8 x 10 -19
On voit qu'une règle pratique partant sur le A total de la succession des traitements thermomécaniques ou thermiques de la gamme postérieure à la trempe depuis béta ne permet pas d'obtenir des résistances à la corrosion satisfaisante. La gamme C, à traitements avant-dernier et- final des durées faibles mais de températures plus élevées que celles des traitements analogues de la gamme B, donne des gains de poids à 400 C (corrosion uniforme) inacceptables et des gains de poids à 5000C (corrosion nodulaire) un peu moins mauvais que ceux de B. Ces différences entre les résistances à la corrosion de B et C n'ont pas pu être reliées à une différence dans la taille de leurs précipités (voir l'exposé des connaissances antérieures).<tb> Range <SEP> B
<tb> penultimate <SEP> treatment <SEP> 520 C
<tb><SEP>
<tb> I <SEP> I <SEP><SEP> I <SEP>
<tb> Treatment <SEP> final <SEP> I <SEP> 6200C <SEP> I <SEP> 700C <SEP><SEP> I <SEP>
<tb> It <SEP> H <SEP><SEP> 2 <SEP> hours <SEP> H <SEP><SEP> 2 <SEP><SEP> It <SEP>
<tb> I
<tb> 9 <SEP> A <SEP> global <SEP> of <SEP> the <SEP> range <SEP> 1.6 <SEP> x <SEP> 10-19 <SEP> 1.3 <SEP> x <SEP> 10 <SEP> R <SEP>
<tb> I <SEP> I <SEP> H <SEP> I
<tb> I <SEP> 4000C <SEP> 3 <SEP> days <SEP> (mg / dm2) <SEP> H <SEP> 12 <SEP> to <SEP> 15 <SEP> I <SEP><SEP> 15 <SEP> to <SEP> 40 <SEP> | <September>
<tb> I <SEP> H <SEP><SEP> I <SEP> I <SEP>
<tb> 5000C <SEP> 1 <SEP> day <SEP> (mg / dm 2) <SEP> I <SEP> 70 <SEP> to <SEP> 180 <SEP> 50 <SEP> to <SEP> 130 <SEP ><SEP> H <SEP>
<tb> wi <SEP>
<Tb>
The parameter A corresponding to the set of treatments preceding the final treatment was also calculated for the ranges B and C, it is respectively 0.9 × 10-19 and 0.8 × 10 -19.
It can be seen that a practical rule based on the total A of the succession of thermomechanical or thermal treatments of the post-quench range since beta does not make it possible to obtain satisfactory corrosion resistance. The C range, with penultimate and final treatments for low durations but higher temperatures than similar treatments in the B range, gives unacceptable weight gains at 400 C (uniform corrosion) and weight gains at 5000C. (Nodular corrosion) a little less bad than those of B. These differences between the corrosion resistance of B and C could not be related to a difference in the size of their precipitates (see the statement of prior knowledge) .
3/ Influence du traitement thermique final
On a repris la gamme C, en y modifiant les conditions du traitement thermique final pratiqué en continu sur de la tôle en Zircaloy 4 d'épaisseur 1 mm. Ces conditions, le facteur durée A et les résultats des tests de corrosion figurent dans le tableau ci-dessous::
TABLEAU 3
The range C was resumed, modifying the conditions of the final heat treatment carried out continuously on Zircaloy sheet 4 of thickness 1 mm. These conditions, the duration factor A and the results of the corrosion tests are shown in the table below:
TABLE 3
<tb> Traitement <SEP> final <SEP> II <SEP> <SEP> A <SEP> total <SEP> 500 C <SEP> (1 <SEP> - <SEP> j) <SEP> j)400 C <SEP> (3 <SEP> j) <SEP>
<tb> Il <SEP> (mg/dm2) <SEP> Il <SEP> <SEP> (mg/dm2) <SEP> Il
<tb> 700 C <SEP> 2 <SEP> min <SEP> 1,3 <SEP> x <SEP> 10-19 <SEP> 53-56-66 <SEP> 40-24 <SEP>
<tb> 720 C <SEP> 4 <SEP> min <SEP> 2,1 <SEP> x <SEP> 10-19 <SEP> 48-52-74 <SEP> 24-17 <SEP>
<tb> 730 C <SEP> 4 <SEP> min <SEP> 4,1 <SEP> x <SEP> 10-19 <SEP> 53-54-73 <SEP> 21-16 <SEP>
<tb> Il <SEP> 7400C <SEP> 4 <SEP> Min <SEP> Il <SEP> 5,9 <SEP> x <SEP> 10- <SEP> 48-54-78 <SEP> 20-16 <SEP> I
<tb> I <SEP> 7500C <SEP> 4 <SEP> min <SEP> H <SEP> 7,9 <SEP> x <SEP> 10-19 <SEP> 46-56-66 <SEP> H <SEP> 18-14 <SEP> <SEP> I <SEP>
<tb> limite <SEP> admise <SEP> 100 <SEP> 22 <SEP>
<tb>
Dans cette série d'essais, une amélioration des résultats à 4000C apparaît à partir de 720 C et devient plus importante quand la température du traitement s'élève jusqu'à 7500C, tout en conservant le même niveau de résultat pour le test à 5000C.<tb> Treatment <SEP> final <SEP> II <SEP><SEP> A <SEP> total <SEP> 500 C <SEP> (1 <SEP> - <SEP>) <SEP> j) 400 C <SEP> (3 <SEP> j) <SEP>
<tb> It <SEP> (mg / dm 2) <SEP> It <SEP><SEP> (mg / dm 2) <SEP> It
<tb> 700 C <SEP> 2 <SEP> min <SEP> 1.3 <SEP> x <SEP> 10-19 <SEP> 53-56-66 <SEP> 40-24 <SEP>
<tb> 720 C <SEP> 4 <SEP> min <SEP> 2.1 <SEP> x <SEP> 10-19 <SEP> 48-52-74 <SEP> 24-17 <SEP>
<tb> 730 C <SEP> 4 <SEP> min <SEP> 4.1 <SEP> x <SEP> 10-19 <SEP> 53-54-73 <SEP> 21-16 <SEP>
<tb> Il <SEP> 7400C <SEP> 4 <SEP> Min <SEP> It <SEP> 5.9 <SEP> x <SEP> 10- <SEP> 48-54-78 <SEP> 20-16 <SEP> I
<tb> I <SEP> 7500C <SEP> 4 <SEP> min <SEP> H <SEP> 7.9 <SEP> x <SEP> 10-19 <SEP> 46-56-66 <SE> H <SE > 18-14 <SEP><SEP> I <SEP>
<tb> limit <SEP> allowed <SEP> 100 <SEP> 22 <SEP>
<Tb>
In this series of tests, an improvement in the results at 4000C appears from 720 C and becomes more important when the temperature of the treatment rises up to 7500C, while maintaining the same level of result for the test at 5000C.
Cette observation a été confirmée sur un nombre important de lots de tôles en Zircaloy 4 de 1 mm d'épaisseur:
TABLEAU 4
TABLE 4
<tb> Nb <SEP> Traitement <SEP> A <SEP> total <SEP> 500 C <SEP> (1 <SEP> j) <SEP> 400 <SEP> (3 <SEP> j) <SEP>
<tb> H <SEP> de <SEP> ll <SEP> final <SEP> Il <SEP> 11 <SEP> <SEP> (mg/dm2) <SEP> I <SEP> <SEP> (mg/dm2) <SEP> H <SEP>
<tb> lots
<tb> 32 <SEP> 700 C <SEP> 2 <SEP> min <SEP> 1,3 <SEP> x <SEP> 10 <SEP> -19 <SEP> moy <SEP> 80 <SEP> 25 <SEP>
<tb> <SEP> Ecart-type <SEP> 15 <SEP> 10
<tb> 10 <SEP> 750 C <SEP> 4 <SEP> min <SEP> 7,9 <SEP> x <SEP> 10-19 <SEP> moy <SEP> 64 <SEP> 16
<tb> Ecart-type <SEP> 8 <SEP> 1 <SEP>
<tb>
Les résultats de la gamme avec traitement final à 750 C sont tous bons et peu dispersés, tandis que les résultats comparatifs avec traitement à 7000C sont en grande partie mauvais.<tb> Nb <SEP> Treatment <SEP> A <SEP> total <SEP> 500 C <SEP> (1 <SEP> j) <SEP> 400 <SEP> (3 <SEP> j) <SEP>
<tb> H <SEP> of <SEP> ll <SEP> final <SEP> II <SEP> 11 <SEP><SEP> (mg / dm 2) <SEP> I <SEP><SEP> (mg / dm2) <SEP> H <SEP>
<tb> lots
<tb> 32 <SEP> 700 C <SEP> 2 <SEP> min <SEP> 1.3 <SEP> x <SEP> 10 <SEP> -19 <SEP>Avg>SEP> 80 <SEP> 25 <SEP >
<tb><SEP> Standard Deviation <SEP> 15 <SEP> 10
<tb> 10 <SEP> 750 C <SEP> 4 <SEP> min <SEP> 7.9 <SEP> x <SEP> 10-19 <SEP> Avg <SEP> 64 <SEP> 16
<tb> Standard deviation <SEP> 8 <SEP> 1 <SEP>
<Tb>
The results of the 750 C final treatment range are all good and poorly dispersed, while the comparative results with 7000C treatment are largely poor.
Ainsi, la pratique d'un traitement thermique final dans le haut du domaine alpha du Zircaloy, pendant des temps courts de l'ordre de quelques minutes, permet d'obtenir un meilleur compromis corrosion nodulaire/corrosion uniforme sur le Zircaloy.Thus, the practice of a final heat treatment in the top of the Zircaloy alpha domain, for short times of the order of a few minutes, makes it possible to obtain a better uniform nodular corrosion / corrosion compromise on the Zircaloy.
Les exemples cités précédemment ont mis en oeuvre le Zircaloy 4. Il en est de même pour le Zircaloy 2, l'ampleur des variations étant bien moindre du fait de sa moins grande sensibilité à l'effet des traitements thermiques.The examples mentioned above have implemented Zircaloy 4. The same is true for Zircaloy 2, the magnitude of the variations being much lower because of its lower sensitivity to the effect of heat treatments.
4/ Exemple de gamme satisfaisante pour les produits en Zircaloy 4 ou
Zircaloy 2 destinés à une application du type BWR: 4.1) principes majeurs: a) la trempe depuis le domaine béta est
énergique, donnant un refroidissement de l'ébauche d'au moins 400C
par seconde au moins jusqu'à 6000C dans une zone située à 2-3 mm de
la surface; b) éliminer les traitements thermomécaniques et
thermiques intermédiaires de températures supérieures à 6500C
lorsqu'ils ne permettent pas d'éviter des variations de durées et
températures dans les produits traités dépassant respectivement 1/2
h et 100C; b') comprendre un traitement thermique final court, de
moins de 15 min et de préférence moins de 10 min au-dessus de 7200C,
dans ie haut du domaine alpha conformément à 1' invention; c) de
préférence, maintenir A calculé avant le traitement final en-dessous
de 1,6x10-19 et de préférence en-dessous de 10-19.4 / Example of satisfactory range for products in Zircaloy 4 or
Zircaloy 2 for an application of the BWR type: 4.1) main principles: a) quenching from the beta domain is
energetic, giving a cooling of the draft of at least 400C
per second at least up to 6000C in an area 2-3
the surface; (b) eliminate thermomechanical treatments and
Intermediate Thermal Temperatures above 6500C
when they do not allow to avoid variations of durations and
temperatures in processed products exceeding 1/2 respectively
h and 100C; b ') to include a short final heat treatment,
less than 15 min and preferably less than 10 min above 7200C,
in the upper alpha domain according to the invention; c)
preferably, maintain A calculated before the final treatment below
1.6x10-19 and preferably below 10-19.
4.2) Un exemple d'une telle gamme est donné ci-après pour de la tôle de 2
mm en Zircaloy 4 ou en Zircaloy 2:
Trempe à 10 mm
Laminage à froid 6 mm
Traitement 6500C 4 min
Laminage à froid 3,5 mm
Traitement 7000C 4 min
Laminage à froid 2 mm
Traitement 7500C 4 min
Le traitement final est de préférence effectué en continu.4.2) An example of such a range is given below for sheet metal of 2
mm in Zircaloy 4 or Zircaloy 2:
Tempering at 10 mm
6 mm cold rolling
6500C treatment 4 min
Cold rolling 3.5 mm
7000C treatment 4 min
Cold rolling 2 mm
7500C treatment 4 min
The final treatment is preferably carried out continuously.
On pourrait remplacer les traitements intermédiaires à 6 mm et 3,5 mm d'épaisseur par des traitements de recristallisation incomplète, par exemple en four statique, pourvu que le traitement thermique final soit conservé.Intermediate treatments at 6 mm and 3.5 mm in thickness could be replaced by incomplete recrystallization treatments, for example in a static furnace, provided that the final heat treatment is retained.
APPLICATION INDUSTRIELLE
Fabrication des composants en Zircaloy 2 ou 4 devant être utilisés dans les réacteurs nucléaires et soumis aux corrosions correspondantes, en particulier pour les réacteurs BWR. INDUSTRIAL APPLICATION
Manufacture of Zircaloy 2 or 4 components to be used in nuclear reactors and subjected to the corresponding corrosions, in particular for BWR reactors.
Claims (9)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9101246A FR2672057B1 (en) | 1991-01-30 | 1991-01-30 | PROCESS FOR THE MANUFACTURE OF ZIRCALOY 2 OR ZIRCALOY 4 TILES OR TUBES. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9101246A FR2672057B1 (en) | 1991-01-30 | 1991-01-30 | PROCESS FOR THE MANUFACTURE OF ZIRCALOY 2 OR ZIRCALOY 4 TILES OR TUBES. |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2672057A1 true FR2672057A1 (en) | 1992-07-31 |
| FR2672057B1 FR2672057B1 (en) | 1994-08-12 |
Family
ID=9409343
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR9101246A Expired - Fee Related FR2672057B1 (en) | 1991-01-30 | 1991-01-30 | PROCESS FOR THE MANUFACTURE OF ZIRCALOY 2 OR ZIRCALOY 4 TILES OR TUBES. |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR2672057B1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1995000955A1 (en) * | 1993-06-23 | 1995-01-05 | Abb Atom Ab | A nuclear fuel element for a pressurized water reactor and a method for manufacturing the same |
| EP1225243A1 (en) * | 2001-01-19 | 2002-07-24 | Korea Atomic Energy Research Institute | Method for manufacturing a tube and a sheet of niobium-containing zirconium alloy for a high burn-up nuclear fuel |
Citations (3)
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| FR2578555A3 (en) * | 1985-03-05 | 1986-09-12 | Cezus Co Europ Zirconium | Process for the manufacture of an annealed strip made of zirconium or alloy |
| EP0196286A1 (en) * | 1985-03-12 | 1986-10-01 | Santrade Ltd. | Method of manufacturing tubes of zirconium alloys with improved corrosion resistance for thermal nuclear reactors |
| EP0246986A1 (en) * | 1986-05-21 | 1987-11-25 | CEZUS Compagnie Européenne du Zirconium | Process for manufacturing strips from partially recrystallized zircaloy 2 or zircaloy 4, and strips obtained in this way |
-
1991
- 1991-01-30 FR FR9101246A patent/FR2672057B1/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
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| EP0246986A1 (en) * | 1986-05-21 | 1987-11-25 | CEZUS Compagnie Européenne du Zirconium | Process for manufacturing strips from partially recrystallized zircaloy 2 or zircaloy 4, and strips obtained in this way |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| JOURNAL OF NUCLEAR MATERIALS, vol. 173, no. 2, septembre 1990, pages 164-178; J.P. FOSTER et al.: "Influence of final recrystallization heat treatment on zircaloy-4 strip corrosion" * |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2672057B1 (en) | 1994-08-12 |
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|---|---|---|---|
| ST | Notification of lapse |