JP2849217B2 - ジルコニウム管およびジルコニウム合金管の製造方法 - Google Patents
ジルコニウム管およびジルコニウム合金管の製造方法Info
- Publication number
- JP2849217B2 JP2849217B2 JP2413605A JP41360590A JP2849217B2 JP 2849217 B2 JP2849217 B2 JP 2849217B2 JP 2413605 A JP2413605 A JP 2413605A JP 41360590 A JP41360590 A JP 41360590A JP 2849217 B2 JP2849217 B2 JP 2849217B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- tube
- zirconium
- cold working
- temperature
- annealing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
Landscapes
- Arc Welding In General (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はジルコニウム管およびジ
ルコニウム合金管の製造方法に関するもので、さらに詳
しくは、溶接部と母材部の材料特性における差異をなく
すと共に周方向の材料の均一性を向上させることができ
るジルコニウム管およびジルコニウム合金管の製造方法
に関するものである。
ルコニウム合金管の製造方法に関するもので、さらに詳
しくは、溶接部と母材部の材料特性における差異をなく
すと共に周方向の材料の均一性を向上させることができ
るジルコニウム管およびジルコニウム合金管の製造方法
に関するものである。
【０００２】
【従来技術】一般的に、ジルコニウムおよびジルコニウ
ム合金は、高温水、水蒸気等に対する耐蝕性に優れてお
り、さらに、熱中性子吸収断面積が小さいことから、軽
水炉および炉芯材料として広く使用されて来ている。ま
た。ジルコニウムおよびジルコニウム合金は、酸、アル
カリに対しても良好な耐蝕性を有しているものであるか
ら、化学工業用材料としても広く使用されている。
ム合金は、高温水、水蒸気等に対する耐蝕性に優れてお
り、さらに、熱中性子吸収断面積が小さいことから、軽
水炉および炉芯材料として広く使用されて来ている。ま
た。ジルコニウムおよびジルコニウム合金は、酸、アル
カリに対しても良好な耐蝕性を有しているものであるか
ら、化学工業用材料としても広く使用されている。
【０００３】このジルコニウムおよびジルコニウム合金
の上記に説明した各種の用途において、管状として使用
される場合には、耐久力等の健全性を要求されることか
ら、継目なし管として使用されることが多い。 この継
目なし管の製造は、一般的に、押出しー圧延による方法
か、または、押出しー抽伸による方法が行われている。
の上記に説明した各種の用途において、管状として使用
される場合には、耐久力等の健全性を要求されることか
ら、継目なし管として使用されることが多い。 この継
目なし管の製造は、一般的に、押出しー圧延による方法
か、または、押出しー抽伸による方法が行われている。
【０００４】しかし、これらの方法は、熱間における加
工、および、その後の管の内外表面の作業を必要とし、
偏肉が発生することがあり、また、これらの工程には、
特殊な設備および準備を必要とすることから作業が繁雑
となり、かつ、多くの費用を必要とするという問題があ
る。
工、および、その後の管の内外表面の作業を必要とし、
偏肉が発生することがあり、また、これらの工程には、
特殊な設備および準備を必要とすることから作業が繁雑
となり、かつ、多くの費用を必要とするという問題があ
る。
【０００５】そのため、ジルコニウムおよびジルコニウ
ム合金を管状として使用する場合には（ジルコニウムを
管状として使用する場合には、また、ジルコニウム合金
を管状として使用する場合には）、溶接管による製造が
試みられているが、従来の溶接管は、溶接されたままの
状態で使用されるため、溶接部の寸法、形状および材料
特性は、溶接部は溶接時の熱履歴によって針状αとな
り、周囲の母材部は等軸α組織であり、組織において違
っていて脆いという欠点があり、この母材部から割れる
可能性がある。このように溶接部と母材部との材料特性
が異なっていることにより、周方向の均一性（一様性）
が必然的に劣化するという問題があり、継目なし管と同
等の性能の管は製造されていないのが実情である。
ム合金を管状として使用する場合には（ジルコニウムを
管状として使用する場合には、また、ジルコニウム合金
を管状として使用する場合には）、溶接管による製造が
試みられているが、従来の溶接管は、溶接されたままの
状態で使用されるため、溶接部の寸法、形状および材料
特性は、溶接部は溶接時の熱履歴によって針状αとな
り、周囲の母材部は等軸α組織であり、組織において違
っていて脆いという欠点があり、この母材部から割れる
可能性がある。このように溶接部と母材部との材料特性
が異なっていることにより、周方向の均一性（一様性）
が必然的に劣化するという問題があり、継目なし管と同
等の性能の管は製造されていないのが実情である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記に説明し
た従来のジルコニウム管およびジルコニウム合金管の溶
接による製造方法の種々の問題点に鑑み、本発明者が鋭
意研究を行い、検討を重ねた結果、溶接により製造され
たジルコニウム管およびジルコニウム合金管の母材と溶
接部共に、耐久性等の健全性を有し、母材および溶接部
の周方向に一様な材料特性を有し、原子炉、炉芯構成部
材として使用することが可能であり、さらに、化学工業
の分野においても使用することが可能な耐蝕性材料とし
て優れているジルコニウム管およびジルコニウム合金管
の製造方法を開発したのである。
た従来のジルコニウム管およびジルコニウム合金管の溶
接による製造方法の種々の問題点に鑑み、本発明者が鋭
意研究を行い、検討を重ねた結果、溶接により製造され
たジルコニウム管およびジルコニウム合金管の母材と溶
接部共に、耐久性等の健全性を有し、母材および溶接部
の周方向に一様な材料特性を有し、原子炉、炉芯構成部
材として使用することが可能であり、さらに、化学工業
の分野においても使用することが可能な耐蝕性材料とし
て優れているジルコニウム管およびジルコニウム合金管
の製造方法を開発したのである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明に係るジルコニウ
ム管およびジルコニウム合金管の製造方法（ジルコニウ
ム管の製造方法、及び、ジルコニウム合金管の製造方
法）の特徴とするところは、ジルコニウム板またはジル
コニウム合金板を溶接により管に成形した後、冷間加工
を１０〜２５％の加工率で行った後、５００〜６５０℃
の温度において中間焼鈍を行い、次いで、冷間加工を２
０％以上の加工率で行うと共に、中間焼鈍を５５０〜６
５０℃の温度において行う工程を１回以上行い、最終の
焼鈍を５００〜６５０℃の温度で行うことにある。
ム管およびジルコニウム合金管の製造方法（ジルコニウ
ム管の製造方法、及び、ジルコニウム合金管の製造方
法）の特徴とするところは、ジルコニウム板またはジル
コニウム合金板を溶接により管に成形した後、冷間加工
を１０〜２５％の加工率で行った後、５００〜６５０℃
の温度において中間焼鈍を行い、次いで、冷間加工を２
０％以上の加工率で行うと共に、中間焼鈍を５５０〜６
５０℃の温度において行う工程を１回以上行い、最終の
焼鈍を５００〜６５０℃の温度で行うことにある。
【０００８】本発明に係るジルコニウム管およびジルコ
ニウム合金管の製造方法について説明する。
ニウム合金管の製造方法について説明する。
【０００９】本発明に係るジルコニウム管およびジルコ
ニウム合金管の製造方法において、冷間加工量、焼鈍条
件および冷間圧延回数および焼鈍回数について、実験を
行い、溶接部欠陥の発生の有無、溶接部の硬度、結晶粒
度および引張特性について調査を行った。
ニウム合金管の製造方法において、冷間加工量、焼鈍条
件および冷間圧延回数および焼鈍回数について、実験を
行い、溶接部欠陥の発生の有無、溶接部の硬度、結晶粒
度および引張特性について調査を行った。
【００１０】ジルコニウム板およびジルコニウム合金板
を溶接により管に成形した後の冷間加工率（ジルコニウ
ム板を溶接により管に成形した後の冷間加工率、及び、
ジルコニウム合金板を溶接により管に成形した後の冷間
加工率）は、溶接部表面の割れ発生がないように制限す
る必要がある。
を溶接により管に成形した後の冷間加工率（ジルコニウ
ム板を溶接により管に成形した後の冷間加工率、及び、
ジルコニウム合金板を溶接により管に成形した後の冷間
加工率）は、溶接部表面の割れ発生がないように制限す
る必要がある。
【００１１】図１に表面割れ発生頻度におよぼす冷間加
工率の影響を示す。即ち、冷間加工率が３０％以上にな
ると割れの発生頻度は非常に高くなり、良好な表面性質
を確保するためには、この第１図からみて冷間加工率の
上限は２５％とするのがよく、２５％を越えると割れの
発生が多くなる。
工率の影響を示す。即ち、冷間加工率が３０％以上にな
ると割れの発生頻度は非常に高くなり、良好な表面性質
を確保するためには、この第１図からみて冷間加工率の
上限は２５％とするのがよく、２５％を越えると割れの
発生が多くなる。
【００１２】図２は冷間加工後、６００℃の温度で１時
間の焼鈍を行った時の結晶粒度を示したものであり、冷
間加工率が１０％未満では溶接組織の残留または粒成長
が起こり好ましくない。図２において、△は素材、○は
母材部、●は溶接部（冷間加工率が０％、５％、８％で
は測定不能である。）を示す。よって、冷間加工率は１
０〜２５％とする。
間の焼鈍を行った時の結晶粒度を示したものであり、冷
間加工率が１０％未満では溶接組織の残留または粒成長
が起こり好ましくない。図２において、△は素材、○は
母材部、●は溶接部（冷間加工率が０％、５％、８％で
は測定不能である。）を示す。よって、冷間加工率は１
０〜２５％とする。
【００１３】この冷間加工を行った後、中間焼鈍を行う
のであるが、焼鈍温度が５００℃未満の温度では加工が
困難となり、また、６５０℃を越える焼鈍温度では結晶
粒が粗大化し、耐蝕性が劣化する。よって、中間焼鈍温
度は５００〜６５０℃とする。
のであるが、焼鈍温度が５００℃未満の温度では加工が
困難となり、また、６５０℃を越える焼鈍温度では結晶
粒が粗大化し、耐蝕性が劣化する。よって、中間焼鈍温
度は５００〜６５０℃とする。
【００１４】次に、上記中間焼鈍後の冷間加工率は結晶
粒度の変化を防止するために、２０％以上とする必要が
ある。また、この２０％以上の冷間加工後の焼鈍は、さ
らに、次工程以降の冷間加工を可能とするために行うも
のであり、５５０℃未満では所望の機械的性質、耐蝕性
を得られず、また、６５０℃を越えると機械的性質およ
び耐蝕性が劣化するようになる。よって、この中間焼鈍
温度は５５０〜６５０℃とする。
粒度の変化を防止するために、２０％以上とする必要が
ある。また、この２０％以上の冷間加工後の焼鈍は、さ
らに、次工程以降の冷間加工を可能とするために行うも
のであり、５５０℃未満では所望の機械的性質、耐蝕性
を得られず、また、６５０℃を越えると機械的性質およ
び耐蝕性が劣化するようになる。よって、この中間焼鈍
温度は５５０〜６５０℃とする。
【００１５】さらに、図３に冷間加工、焼鈍を１サイク
ルとして、加工／焼鈍のサイクルの溶接部、母材部の組
織（結晶粒度）および硬度に対する影響を示す。この図
３より、１サイクルだけでは溶接部、母材部の性質（結
晶粒度、表面硬度）の差は残っているのであるが、２回
のサイクルでは略同等の性質となっており、そして、３
回のサイクルでは溶接部および母材部との性質には全く
差異のないことがわかる。図３において、◎は素材粒
度、○は母材部粒度、●は溶接部粒度、×は素材硬度、
△は母材部硬度、▲は溶接部硬度である。
ルとして、加工／焼鈍のサイクルの溶接部、母材部の組
織（結晶粒度）および硬度に対する影響を示す。この図
３より、１サイクルだけでは溶接部、母材部の性質（結
晶粒度、表面硬度）の差は残っているのであるが、２回
のサイクルでは略同等の性質となっており、そして、３
回のサイクルでは溶接部および母材部との性質には全く
差異のないことがわかる。図３において、◎は素材粒
度、○は母材部粒度、●は溶接部粒度、×は素材硬度、
△は母材部硬度、▲は溶接部硬度である。
【００１６】そして、冷間加工および焼鈍を繰り返して
行う回数は、溶接部の組織が針状αから、周囲の母材部
の組織と同じ等軸αとなって、同等の性質（結晶粒度、
表面硬度）を示すまで適宜行えばよいのであり、冷間加
工と焼鈍との繰り返し回数には特に制限はない。
行う回数は、溶接部の組織が針状αから、周囲の母材部
の組織と同じ等軸αとなって、同等の性質（結晶粒度、
表面硬度）を示すまで適宜行えばよいのであり、冷間加
工と焼鈍との繰り返し回数には特に制限はない。
【００１７】さらに、最終焼鈍は、再結晶状態にするす
めためには５５０℃以上の温度とする必要があるが、歪
取り焼鈍だけで加工組織が残留してもよければ、５００
℃以上の温度とするのがよく、また、６５０℃の温度を
こえても効果は飽和してしまう。よって、最終焼鈍温度
は５００〜６５０℃とする。また、これらの一連の工程
は１回のみ行って終了してもよい。
めためには５５０℃以上の温度とする必要があるが、歪
取り焼鈍だけで加工組織が残留してもよければ、５００
℃以上の温度とするのがよく、また、６５０℃の温度を
こえても効果は飽和してしまう。よって、最終焼鈍温度
は５００〜６５０℃とする。また、これらの一連の工程
は１回のみ行って終了してもよい。
【００１８】
【実 施 例】本発明に係るジルコニウム管およびジル
コニウム合金管の製造方法の実施例を説明する。
コニウム合金管の製造方法の実施例を説明する。
【００１９】
【実 施 例】肉厚３ｍｍの溶接材→加工率２０％の冷間
加工→６００℃の温度における真空焼鈍→加工率３０％
の冷間加工→６００℃の温度における真空焼鈍→加工率
４０％の冷間加工→５８０℃の温度における真空焼鈍→
肉厚１ｍｍ製品。
加工→６００℃の温度における真空焼鈍→加工率３０％
の冷間加工→６００℃の温度における真空焼鈍→加工率
４０％の冷間加工→５８０℃の温度における真空焼鈍→
肉厚１ｍｍ製品。
【００２０】この工程により製造された製品の溶接部、
母材部の組織、機械的性質を調査した。
母材部の組織、機械的性質を調査した。
【００２１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るジル
コニウム管およびジルコニウム合金管の製造方法は上記
の構成であるから、溶接により製造されたジルコニウム
管およびジルコニウム合金管の母材部と溶接部とは材料
特性が同じ等軸α組織となり、管材の周方向の均質性
（一様性）を確保することができるという優れた効果を
有しているものである。
コニウム管およびジルコニウム合金管の製造方法は上記
の構成であるから、溶接により製造されたジルコニウム
管およびジルコニウム合金管の母材部と溶接部とは材料
特性が同じ等軸α組織となり、管材の周方向の均質性
（一様性）を確保することができるという優れた効果を
有しているものである。
【図１】冷間加工率と表面割れ発生頻度との関係を示す
図である。
図である。
【図２】冷間加工率と結晶粒度との関係を示す図であ
る。
る。
【図３】加工／焼鈍サイクル（回）と結晶粒度、表面硬
度との関係を示す図である。
度との関係を示す図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｃ２２Ｆ 1/00 ６４１ Ｃ２２Ｆ 1/00 ６８０ ６８０ ６８５Ｚ ６８５ ６８６Ｚ ６８６ ６９１Ｂ ６９１ ６９４Ａ ６９４ Ｇ２１Ｃ 3/30 Ｈ (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C22F 1/18 G21C 3/324 B21C 37/08 B23K 31/00
Claims (1)
- 【請求項１】 ジルコニウム板またはジルコニウム合金
板を溶接により管に成形した後、冷間加工を１０〜２５
％の加工率で行った後、５００〜６５０℃の温度におい
て中間焼鈍を行い、次いで、冷間加工を２０％以上の加
工率で行うと共に、中間焼鈍を５５０〜６５０℃の温度
において行う工程を１回以上行い、最終の焼鈍を５００
〜６５０℃の温度で行うことを特徴とするジルコニウム
管およびジルコニウム合金管の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2413605A JP2849217B2 (ja) | 1990-12-25 | 1990-12-25 | ジルコニウム管およびジルコニウム合金管の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2413605A JP2849217B2 (ja) | 1990-12-25 | 1990-12-25 | ジルコニウム管およびジルコニウム合金管の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04224663A JPH04224663A (ja) | 1992-08-13 |
| JP2849217B2 true JP2849217B2 (ja) | 1999-01-20 |
Family
ID=18522205
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2413605A Expired - Lifetime JP2849217B2 (ja) | 1990-12-25 | 1990-12-25 | ジルコニウム管およびジルコニウム合金管の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2849217B2 (ja) |
-
1990
- 1990-12-25 JP JP2413605A patent/JP2849217B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04224663A (ja) | 1992-08-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0071193B1 (en) | Process for producing zirconium-based alloy | |
| US4450020A (en) | Method of manufacturing cladding tubes of a zirconium-based alloy for fuel rods for nuclear reactors | |
| JP4042362B2 (ja) | Ｎｉ基合金製品とその製造方法 | |
| US4450016A (en) | Method of manufacturing cladding tubes of a zirconium-based alloy for fuel rods for nuclear reactors | |
| JPS61186462A (ja) | 継目なし管の製造方法 | |
| JPH08507104A (ja) | 金属材料の熱機械的処理 | |
| JPH04224664A (ja) | ストリップ状ジルカロイ４の製造方法 | |
| US5245645A (en) | Structural part for a nuclear reactor fuel assembly and method for producing this structural part | |
| JPS58224139A (ja) | 高耐食性ジルコニウム合金 | |
| JPS6145699B2 (ja) | ||
| EP0559096A1 (en) | Zirlo alloy and method for fabrication | |
| JPS6234095A (ja) | 核燃料被覆管 | |
| JPH07224373A (ja) | ジルコニウムまたはジルコニウム合金製のバリヤー被覆の耐蝕性を改良する方法 | |
| JP2940558B2 (ja) | ジルコニウム合金からなる管の製造方法 | |
| JP2849217B2 (ja) | ジルコニウム管およびジルコニウム合金管の製造方法 | |
| JPH10501846A (ja) | 原子炉のためのジルコニウム基合金の管の製造方法及びその用途 | |
| JPS5825466A (ja) | ジリコニウム基合金のクラツド管の製造方法 | |
| JPS5825467A (ja) | ジリコニウム基合金のクラツド管の製造方法 | |
| JPS5822365A (ja) | ジルコニウム基合金の製造方法 | |
| Schemel et al. | Influence of the manufacturing process on the corrosion resistance of zircaloy-4 cladding | |
| JPH07100560A (ja) | 水素遅延破壊抵抗性ジルコニューム合金無継目圧力管とその製造方法 | |
| JPH01159362A (ja) | Ｎｉ基合金伝熱管の熱処理方法 | |
| Klepfer et al. | SPECIFIC ZIRCONIUM ALLOY DESIGN PROGRAM. FINAL SUMMARY REPORT. | |
| JPH0421746B2 (ja) | ||
| JPH07173587A (ja) | ジルコニウム合金溶接部材の製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19981013 |