JP3400815B2 - ジルカロイ−２製ｂｗｒ原子炉燃料用材料の製造方法 - Google Patents
ジルカロイ−２製ｂｗｒ原子炉燃料用材料の製造方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、ジルカロイ−２製Ｂ
ＷＲ原子炉燃料用材料の製造方法に関し、更に詳しく
は、ジルカロイ−２製ＢＷＲ原子炉燃料用材料が有する
良好な機械的特性を維持しつつ、更に耐ノジュラー腐食
性、耐加速腐食性等の耐食性を向上させることができる
ジルカロイ−２製ＢＷＲ原子炉用燃料用材料の製造方法
に関する。
ＷＲ原子炉燃料用材料の製造方法に関し、更に詳しく
は、ジルカロイ−２製ＢＷＲ原子炉燃料用材料が有する
良好な機械的特性を維持しつつ、更に耐ノジュラー腐食
性、耐加速腐食性等の耐食性を向上させることができる
ジルカロイ−２製ＢＷＲ原子炉用燃料用材料の製造方法
に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来か
ら、ジルカロイ−２やジルカロイ−４等のジルコニウム
合金は、優れた機械的特性及び耐食性を有する、中性子
吸収断面積が小さい、加工性が良好である等の様々な理
由から、例えば原子炉用炉心部材、原子炉燃料要素にお
ける被覆管、原子炉燃料要素集合体におけるウォータロ
ッド、制御棒案内管又はチャンネルボックス等に使用さ
れている。
ら、ジルカロイ−２やジルカロイ−４等のジルコニウム
合金は、優れた機械的特性及び耐食性を有する、中性子
吸収断面積が小さい、加工性が良好である等の様々な理
由から、例えば原子炉用炉心部材、原子炉燃料要素にお
ける被覆管、原子炉燃料要素集合体におけるウォータロ
ッド、制御棒案内管又はチャンネルボックス等に使用さ
れている。
【０００３】ところで、近時、各種の産業分野において
省資源化、省エネルギー化を図る研究・開発が行なわれ
ている。原子炉燃料についても同様である。原子炉燃料
については、その優れた機械的特性を維持しつつ更にそ
の耐食性を向上させることにより、高燃焼度化、使用期
間の延長等を図る研究・開発が盛んに行なわれている。
例えば、特開平３−２０９１９１号公報には、ジルカロ
イ−２製ＢＷＲ燃料被覆管を製造する方法において、最
終圧延を行なう前に燃料被覆管外側にβ焼き入れを行な
うことにより、ノジュラー腐食性が改善されたジルカロ
イ−２製ＢＷＲ燃料被覆管を製造する方法が記載されて
いる。この方法は、図３に示す通り、先ず燃料被覆管材
料のインゴッドを製造する。これをビレットにし、燃料
被覆管の素管を製造する。続いてこの素管に冷間圧延と
焼鈍とを数回繰り返して行なう。そして、燃料被覆管の
外側にβ焼き入れを行なった後、これに最終圧延を行な
い、最終焼鈍を行なうことにより燃料被覆管を製造する
方法である。この方法のようにβ焼き入れを行なうと、
それまでの熱履歴、即ちそれまでに行なわれた熱処理工
程における累積入熱パラメータΣＡｉの値が非常に小さ
くなることが知られている。
省資源化、省エネルギー化を図る研究・開発が行なわれ
ている。原子炉燃料についても同様である。原子炉燃料
については、その優れた機械的特性を維持しつつ更にそ
の耐食性を向上させることにより、高燃焼度化、使用期
間の延長等を図る研究・開発が盛んに行なわれている。
例えば、特開平３−２０９１９１号公報には、ジルカロ
イ−２製ＢＷＲ燃料被覆管を製造する方法において、最
終圧延を行なう前に燃料被覆管外側にβ焼き入れを行な
うことにより、ノジュラー腐食性が改善されたジルカロ
イ−２製ＢＷＲ燃料被覆管を製造する方法が記載されて
いる。この方法は、図３に示す通り、先ず燃料被覆管材
料のインゴッドを製造する。これをビレットにし、燃料
被覆管の素管を製造する。続いてこの素管に冷間圧延と
焼鈍とを数回繰り返して行なう。そして、燃料被覆管の
外側にβ焼き入れを行なった後、これに最終圧延を行な
い、最終焼鈍を行なうことにより燃料被覆管を製造する
方法である。この方法のようにβ焼き入れを行なうと、
それまでの熱履歴、即ちそれまでに行なわれた熱処理工
程における累積入熱パラメータΣＡｉの値が非常に小さ
くなることが知られている。
【０００４】ところが、最近、累積入熱パラメータΣＡ
ｉの値が極めて小さいジルカロイ−２製ＢＷＲ燃料被覆
管を原子炉内で長時間使用すると、その燃料被覆管に加
速腐食が発生することが報告された（Ｆ．Ｇａｒｚａｒ
ｏｌｌｉ，”ＯＰＴＩＭＩＥＲＵＮＧ ＤＥＲ ＺＩＲ
ＣＡＬＯＹ−ＨＵＬＬＲＯＨＲＥ ＦＵＲ ＳＴＥＤＥ
ＷＡＳＳＥＲ−ＲＥＡＫＴＯＲＥＮ ＡＵＦ ＫＯＲＲ
ＯＳＩＯＮ”，ＪＡＨＲＥＳＴＡＧＵＮＧ ＫＥＲＮＴ
ＥＣＨＮＩＫ，１９９２，Ｐ．３２１−３２４）。した
がって、前記公報に記載の方法をはじめとする、単にβ
焼き入れを行なうだけの従来の方法では、原子炉燃料を
長寿命化させその使用期間を延長させることはできず、
原子炉燃料を有効に利用することができない。
ｉの値が極めて小さいジルカロイ−２製ＢＷＲ燃料被覆
管を原子炉内で長時間使用すると、その燃料被覆管に加
速腐食が発生することが報告された（Ｆ．Ｇａｒｚａｒ
ｏｌｌｉ，”ＯＰＴＩＭＩＥＲＵＮＧ ＤＥＲ ＺＩＲ
ＣＡＬＯＹ−ＨＵＬＬＲＯＨＲＥ ＦＵＲ ＳＴＥＤＥ
ＷＡＳＳＥＲ−ＲＥＡＫＴＯＲＥＮ ＡＵＦ ＫＯＲＲ
ＯＳＩＯＮ”，ＪＡＨＲＥＳＴＡＧＵＮＧ ＫＥＲＮＴ
ＥＣＨＮＩＫ，１９９２，Ｐ．３２１−３２４）。した
がって、前記公報に記載の方法をはじめとする、単にβ
焼き入れを行なうだけの従来の方法では、原子炉燃料を
長寿命化させその使用期間を延長させることはできず、
原子炉燃料を有効に利用することができない。
【０００５】一方、前記報告には、累積入熱パラメータ
ΣＡｉの値が０．２×１０−１８〜３．０×１０−１８
にある燃料被覆管が最も耐食性に優れる旨が記載され
ている。したがって、ジルカロイ−２製ＢＷＲ原子炉燃
料用材料の耐食性を向上させるには、β焼き入れにより
熱履歴が除去された後のジルカロイ−２製ＢＷＲ原子炉
燃料用材料に、前記累積入熱パラメータΣＡｉの値が前
記範囲内になるように適当な熱処理工程を行なう方法が
考えられる。
ΣＡｉの値が０．２×１０−１８〜３．０×１０−１８
にある燃料被覆管が最も耐食性に優れる旨が記載され
ている。したがって、ジルカロイ−２製ＢＷＲ原子炉燃
料用材料の耐食性を向上させるには、β焼き入れにより
熱履歴が除去された後のジルカロイ−２製ＢＷＲ原子炉
燃料用材料に、前記累積入熱パラメータΣＡｉの値が前
記範囲内になるように適当な熱処理工程を行なう方法が
考えられる。
【０００６】しかしながら、この発明の発明者等が鋭意
検討した結果、単に、β焼き入れを行なった後のジルカ
ロイ−２製ＢＷＲ原子炉燃料用材料に熱処理工程を行な
い、前記累積入熱パラメータΣＡｉの値を前記範囲内に
しても、ジルカロイ−２製ＢＷＲ原子炉燃料用材料の耐
食性を向上させることはできない。即ち、前記累積入熱
パラメータΣＡｉの値を前記範囲内にすることができる
熱処理工程であっても、低温で長時間行なう熱処理工程
によると、ノジュラー腐食性が却って低下してしまうこ
とが判明した。また、前記累積入熱パラメータΣＡｉの
値が前記範囲外となっても、所定の熱処理工程による
と、ジルカロイ−２製ＢＷＲ原子炉燃料用材料の耐食性
を向上させることができることが判明した。
検討した結果、単に、β焼き入れを行なった後のジルカ
ロイ−２製ＢＷＲ原子炉燃料用材料に熱処理工程を行な
い、前記累積入熱パラメータΣＡｉの値を前記範囲内に
しても、ジルカロイ−２製ＢＷＲ原子炉燃料用材料の耐
食性を向上させることはできない。即ち、前記累積入熱
パラメータΣＡｉの値を前記範囲内にすることができる
熱処理工程であっても、低温で長時間行なう熱処理工程
によると、ノジュラー腐食性が却って低下してしまうこ
とが判明した。また、前記累積入熱パラメータΣＡｉの
値が前記範囲外となっても、所定の熱処理工程による
と、ジルカロイ−２製ＢＷＲ原子炉燃料用材料の耐食性
を向上させることができることが判明した。
【０００７】この発明は、かかる知見に基づきこの発明
の発明者等が更なる検討を行った結果到達したものであ
り、ジルカロイ−２製ＢＷＲ原子炉燃料用材料の有する
良好な機械的特性を維持しつつ、更に耐ノジュラー腐食
性、耐加速腐食性等の耐食性を向上させることができる
ジルカロイ−２製ＢＷＲ原子炉用燃料用材料の製造方法
を提供することを目的とする。
の発明者等が更なる検討を行った結果到達したものであ
り、ジルカロイ−２製ＢＷＲ原子炉燃料用材料の有する
良好な機械的特性を維持しつつ、更に耐ノジュラー腐食
性、耐加速腐食性等の耐食性を向上させることができる
ジルカロイ−２製ＢＷＲ原子炉用燃料用材料の製造方法
を提供することを目的とする。
【０００８】
【前記課題を解決するための手段】前記課題を解決する
ための請求項１に記載の発明は、ジルコニウム合金製原
子炉燃料用材料の製造方法において、素管にβ焼き入れ
を行ない、β焼き入れを行った前記素管に、温度が６２
０〜８００℃、時間が１０時間以下である条件にて、累
積入熱パラメータΣＡｉの値が０．２×１０−１８ 〜
５．０×１０−１７となるようにΣＡｉ調整焼鈍を行な
い、焼鈍後に加熱することなく冷却することを特徴とす
るジルカロイ−２製ＢＷＲ原子炉燃料用材料の製造方法
であり、前記請求項２に記載の発明は、温度が６３５〜
８００℃、時間が３時間以下である条件にて、累積入熱
パラメータΣＡｉの値が０．２×１０−１８ 〜５．０
×１０−１７ となるようにΣＡｉ調整焼鈍を行なう前
記請求項１に記載のジルカロイ−２製ＢＷＲ原子炉燃料
用材料の製造方法である。
ための請求項１に記載の発明は、ジルコニウム合金製原
子炉燃料用材料の製造方法において、素管にβ焼き入れ
を行ない、β焼き入れを行った前記素管に、温度が６２
０〜８００℃、時間が１０時間以下である条件にて、累
積入熱パラメータΣＡｉの値が０．２×１０−１８ 〜
５．０×１０−１７となるようにΣＡｉ調整焼鈍を行な
い、焼鈍後に加熱することなく冷却することを特徴とす
るジルカロイ−２製ＢＷＲ原子炉燃料用材料の製造方法
であり、前記請求項２に記載の発明は、温度が６３５〜
８００℃、時間が３時間以下である条件にて、累積入熱
パラメータΣＡｉの値が０．２×１０−１８ 〜５．０
×１０−１７ となるようにΣＡｉ調整焼鈍を行なう前
記請求項１に記載のジルカロイ−２製ＢＷＲ原子炉燃料
用材料の製造方法である。
【０００９】以下、この発明に係るジルカロイ−２製Ｂ
ＷＲ原子炉燃料用材料の製造方法ついて図面を参照しな
がら詳述する。
ＷＲ原子炉燃料用材料の製造方法ついて図面を参照しな
がら詳述する。
【００１０】図１は、この発明に係るジルカロイ−２製
ＢＷＲ原子炉燃料用材料の製造方法における各工程の順
序を示す概略説明図である。ここで製造する前記ジルカ
ロイ−２製ＢＷＲ原子炉燃料用材料は、原子炉燃料要素
における被覆管である。なお、この発明においては、前
記燃料被覆管の外に、例えば原子炉用炉心部材、原子炉
燃料要素集合体におけるウォータロッド、制御棒案内管
又はチャンネルボックス等を製造することができる。
ＢＷＲ原子炉燃料用材料の製造方法における各工程の順
序を示す概略説明図である。ここで製造する前記ジルカ
ロイ−２製ＢＷＲ原子炉燃料用材料は、原子炉燃料要素
における被覆管である。なお、この発明においては、前
記燃料被覆管の外に、例えば原子炉用炉心部材、原子炉
燃料要素集合体におけるウォータロッド、制御棒案内管
又はチャンネルボックス等を製造することができる。
【００１１】図１に示す通り、この発明においては、先
ずジルカロイ−２製合金のインゴットをビレットにした
後、これを素管に成形する。この素管に冷間圧延と焼鈍
とを繰り返して行なった後、β焼き入れを行なう。そし
て、β焼き入れを行なった後の素管に冷間圧延を行な
い、ΣＡｉ調整焼鈍を行なう。その後、最終圧延と最終
焼鈍とを行なうことにより、ジルカロイ−２製ＢＷＲ原
子炉燃料用被覆管を製造する。
ずジルカロイ−２製合金のインゴットをビレットにした
後、これを素管に成形する。この素管に冷間圧延と焼鈍
とを繰り返して行なった後、β焼き入れを行なう。そし
て、β焼き入れを行なった後の素管に冷間圧延を行な
い、ΣＡｉ調整焼鈍を行なう。その後、最終圧延と最終
焼鈍とを行なうことにより、ジルカロイ−２製ＢＷＲ原
子炉燃料用被覆管を製造する。
【００１２】前記インゴッドとしては、特に制限はない
が、公知のジルカロイ−２を含む合金を一次溶解、二次
溶解及び三次溶解して得たジルカロイインゴットを用い
ることができる。
が、公知のジルカロイ−２を含む合金を一次溶解、二次
溶解及び三次溶解して得たジルカロイインゴットを用い
ることができる。
【００１３】前記インゴットをビレットにするには、従
来から公知の技術を採用することができるが、例えば前
記ジルカロイインゴットを鍛造し、その鍛造体を中空筒
体に成形することにより行なうことができる。
来から公知の技術を採用することができるが、例えば前
記ジルカロイインゴットを鍛造し、その鍛造体を中空筒
体に成形することにより行なうことができる。
【００１４】前記ビレットを素管にするには、例えば前
記ビレット内に、ジルコニウムブリケットを溶融して得
たジルコニウムインゴットを鍛造し、その鍛造体を中空
筒体に成形することにより別途に得た内側ビレットを挿
入した後、これをエレクトロンビームで溶接し、５００
〜７００℃の温度でダイス中に通し、焼鈍することによ
り行なうことができる。
記ビレット内に、ジルコニウムブリケットを溶融して得
たジルコニウムインゴットを鍛造し、その鍛造体を中空
筒体に成形することにより別途に得た内側ビレットを挿
入した後、これをエレクトロンビームで溶接し、５００
〜７００℃の温度でダイス中に通し、焼鈍することによ
り行なうことができる。
【００１５】前記素管に冷間圧延と焼鈍とを繰り返すに
は、例えば第１冷間圧延、真空焼鈍、第２冷間圧延、真
空焼鈍、第３冷間圧延、内面酸洗、最終焼鈍、ロール矯
正、内面サンドブラスト、外面機械研磨等を適宜の条件
でこの順に繰り返すことにより行なうことができる。
は、例えば第１冷間圧延、真空焼鈍、第２冷間圧延、真
空焼鈍、第３冷間圧延、内面酸洗、最終焼鈍、ロール矯
正、内面サンドブラスト、外面機械研磨等を適宜の条件
でこの順に繰り返すことにより行なうことができる。
【００１６】前記β焼き入れは、前記冷間圧延と焼鈍と
を繰り返して行なった素管に、例えば以下の加熱処理と
急冷処理とを行なうことにより実施することができる。
前記加熱処理は、前記素管を低くとも９００℃、好まし
くは１０００〜１１００℃にまで加熱することにより行
なう。加熱時間としては、前記素管がガス吸収を起さな
い程度の時間で充分である。前記温度で加熱することに
より、ジルカロイ−２製合金におけるα相の少なくとも
一部分をβ相に相変態させる。また、前記冷却処理は、
前記加熱処理の後、前記素管を例えば６５０℃以下、好
ましくは６００℃以下にまで急速冷却することにより行
なう。急速冷却の速度としては、通常１００℃／分であ
る。
を繰り返して行なった素管に、例えば以下の加熱処理と
急冷処理とを行なうことにより実施することができる。
前記加熱処理は、前記素管を低くとも９００℃、好まし
くは１０００〜１１００℃にまで加熱することにより行
なう。加熱時間としては、前記素管がガス吸収を起さな
い程度の時間で充分である。前記温度で加熱することに
より、ジルカロイ−２製合金におけるα相の少なくとも
一部分をβ相に相変態させる。また、前記冷却処理は、
前記加熱処理の後、前記素管を例えば６５０℃以下、好
ましくは６００℃以下にまで急速冷却することにより行
なう。急速冷却の速度としては、通常１００℃／分であ
る。
【００１７】前記β焼き入れを行なう理由は以下の通り
である。即ち、ジルカロイ−２製合金の耐ノジュラー腐
食性は、一般にその加工の際に行なわれた熱処理に基づ
く熱履歴に著しく依存する。熱履歴が累積して以下の式
（１）で表わされる累積入熱パラメータΣＡｉの値が大
きくなると、急速に耐ノジュラー腐食性が低下する。
である。即ち、ジルカロイ−２製合金の耐ノジュラー腐
食性は、一般にその加工の際に行なわれた熱処理に基づ
く熱履歴に著しく依存する。熱履歴が累積して以下の式
（１）で表わされる累積入熱パラメータΣＡｉの値が大
きくなると、急速に耐ノジュラー腐食性が低下する。
【００１８】
ΣＡｉ＝Σｔｉ・ＥＸＰ｛−４００００・Ｔｉ｝・・・（１）
（ただし、式中、ｔｉは加熱時間（ｈｒ）であり、Ｔｉ
は加熱温度（Ｋ）である。）そこで、前記β焼き入れを
行なうと、前記累積入熱パラメータΣＡｉの値を小さく
することができ、ジルカロイ−２製合金の前記耐ノジュ
ラー腐食性を改善することができる。
は加熱温度（Ｋ）である。）そこで、前記β焼き入れを
行なうと、前記累積入熱パラメータΣＡｉの値を小さく
することができ、ジルカロイ−２製合金の前記耐ノジュ
ラー腐食性を改善することができる。
【００１９】前記β焼き入れを行なった後の素管に冷間
圧延をするには、特に制限はなく、適宜の条件にて行な
うことができる。
圧延をするには、特に制限はなく、適宜の条件にて行な
うことができる。
【００２０】前記ΣＡｉ調整焼鈍は、前記β焼き入れを
し、冷間圧延を行なった素管に、温度が６２０〜８００
℃、好ましくは６３５〜８００℃であり、時間が１０時
間以下、好ましくは３時間以下である条件にて、前記式
（１）で表わされる累積入熱パラメータΣＡｉが０．２
×１０−１８ 〜５．０×１０−１７ となるように適宜
選択した温度及び時間の下で、例えばオートクレーブ等
の装置を用いて行なうことができる。前記温度が６２０
〜８００℃の範囲内で焼鈍を行なうと、ジルカロイ−２
製合金をα相の高温領域で処理することができるので、
その内部に金属間化合物を均一に発達させることがで
き、耐食性を向上させることができる。ところが、前記
条件が６２０℃よりも低い温度で１０時間よりも長い時
間加熱する条件であると、ジルカロイ−２製ＢＷＲ原子
炉燃料用被覆管の耐食性が劣化することがある。また、
８００℃よりも高い温度で加熱する条件であると、ジル
カロイ−２製合金のα領域で焼鈍処理を行なうことがで
きないことがある。即ち、８００℃よりも高い温度であ
るとα＋β領域に入るのでジルカロイ−２製合金の組織
の不均一化が起こり、耐食性を向上させることができな
いことがある。前記累積入熱パラメータΣＡｉの値が前
記範囲内にないと、ジルカロイ−２製ＢＷＲ原子炉燃料
用被覆管の耐食性が劣化することがある。なお、前記条
件が６３５〜８００℃の温度で３時間以下加熱する条件
である場合、エネルギーの消費量を少なくすることがで
き、操作時間も短いので、経済的で効率がよいので好ま
しい。
し、冷間圧延を行なった素管に、温度が６２０〜８００
℃、好ましくは６３５〜８００℃であり、時間が１０時
間以下、好ましくは３時間以下である条件にて、前記式
（１）で表わされる累積入熱パラメータΣＡｉが０．２
×１０−１８ 〜５．０×１０−１７ となるように適宜
選択した温度及び時間の下で、例えばオートクレーブ等
の装置を用いて行なうことができる。前記温度が６２０
〜８００℃の範囲内で焼鈍を行なうと、ジルカロイ−２
製合金をα相の高温領域で処理することができるので、
その内部に金属間化合物を均一に発達させることがで
き、耐食性を向上させることができる。ところが、前記
条件が６２０℃よりも低い温度で１０時間よりも長い時
間加熱する条件であると、ジルカロイ−２製ＢＷＲ原子
炉燃料用被覆管の耐食性が劣化することがある。また、
８００℃よりも高い温度で加熱する条件であると、ジル
カロイ−２製合金のα領域で焼鈍処理を行なうことがで
きないことがある。即ち、８００℃よりも高い温度であ
るとα＋β領域に入るのでジルカロイ−２製合金の組織
の不均一化が起こり、耐食性を向上させることができな
いことがある。前記累積入熱パラメータΣＡｉの値が前
記範囲内にないと、ジルカロイ−２製ＢＷＲ原子炉燃料
用被覆管の耐食性が劣化することがある。なお、前記条
件が６３５〜８００℃の温度で３時間以下加熱する条件
である場合、エネルギーの消費量を少なくすることがで
き、操作時間も短いので、経済的で効率がよいので好ま
しい。
【００２１】前記ΣＡｉ調整焼鈍の後に行なう最終圧延
は、適宜選択した条件により行なうことができる。な
お、この発明においては、前記ΣＡｉ調整焼鈍を行なっ
た後、この最終圧延を行なう前に、少なくとも６００℃
以下、好ましくは室温以下までジルカロイ−２製ＢＷＲ
原子炉燃料用材料を冷却する。前記冷却の際の冷却速度
としては、ジルカロイ−２製合金の組織における金属間
化合物の発達を促進させることができる１℃／秒以下が
好ましい。
は、適宜選択した条件により行なうことができる。な
お、この発明においては、前記ΣＡｉ調整焼鈍を行なっ
た後、この最終圧延を行なう前に、少なくとも６００℃
以下、好ましくは室温以下までジルカロイ−２製ＢＷＲ
原子炉燃料用材料を冷却する。前記冷却の際の冷却速度
としては、ジルカロイ−２製合金の組織における金属間
化合物の発達を促進させることができる１℃／秒以下が
好ましい。
【００２２】前記最終圧延の後に行なう最終焼鈍は、前
記累積入熱パラメータΣＡｉの値が大きく変化しないよ
うな条件、例えば５８０℃、２〜３時間の条件で行なう
ことができる。
記累積入熱パラメータΣＡｉの値が大きく変化しないよ
うな条件、例えば５８０℃、２〜３時間の条件で行なう
ことができる。
【００２３】次に、この発明の作用について説明する。
【００２４】この発明に係るジルカロイ−２製ＢＷＲ原
子炉燃料用材料の製造方法においては、β焼き入れをす
ることにより、それまでに行なった加熱処理に基づく熱
履歴を除去し、累積入熱パラメータΣＡｉの値を小さく
して、耐加速腐食性を改善したジルカロイ−２製ＢＷＲ
原子炉燃料用材料を得る。これに、ジルカロイ−２製合
金のα領域にある６２０〜８００℃の温度で、時間が１
０時間以下である条件にて、累積入熱パラメータΣＡｉ
の値が、ジルカロイ−２製合金の耐ノジュラー腐食性が
改善される範囲である０．２×１０−１８ 〜５．０×
１０−１７ となるようにΣＡｉ調整焼鈍を行なう。す
ると、良好な機械的特性を維持しつつ、更に耐ノジュラ
ー腐食性、耐加速腐食性等の耐食性が向上したジルカロ
イ−２製ＢＷＲ原子炉用燃料用材料が得られる。
子炉燃料用材料の製造方法においては、β焼き入れをす
ることにより、それまでに行なった加熱処理に基づく熱
履歴を除去し、累積入熱パラメータΣＡｉの値を小さく
して、耐加速腐食性を改善したジルカロイ−２製ＢＷＲ
原子炉燃料用材料を得る。これに、ジルカロイ−２製合
金のα領域にある６２０〜８００℃の温度で、時間が１
０時間以下である条件にて、累積入熱パラメータΣＡｉ
の値が、ジルカロイ−２製合金の耐ノジュラー腐食性が
改善される範囲である０．２×１０−１８ 〜５．０×
１０−１７ となるようにΣＡｉ調整焼鈍を行なう。す
ると、良好な機械的特性を維持しつつ、更に耐ノジュラ
ー腐食性、耐加速腐食性等の耐食性が向上したジルカロ
イ−２製ＢＷＲ原子炉用燃料用材料が得られる。
【００２５】以上にように、この発明に係るジルカロイ
−２製ＢＷＲ原子炉燃料用材料の製造方法によると、得
られるジルカロイ−２製ＢＷＲ原子炉燃料用材料の有す
る良好な機械的特性を維持しつつ、更にその耐ノジュラ
ー腐食性、耐加速腐食性等の耐食性を向上させることが
できる。
−２製ＢＷＲ原子炉燃料用材料の製造方法によると、得
られるジルカロイ−２製ＢＷＲ原子炉燃料用材料の有す
る良好な機械的特性を維持しつつ、更にその耐ノジュラ
ー腐食性、耐加速腐食性等の耐食性を向上させることが
できる。
【００２６】
【実施例】以下に、この発明の実施例について説明す
る。なお、この発明は以下の実施例に何ら限定されるも
のではない。
る。なお、この発明は以下の実施例に何ら限定されるも
のではない。
【００２７】（実施例１〜６及び比較例１〜３）
表１に示す条件にてΣＡｉ調整焼鈍を行ない、ジルカロ
イ−２製合金試験片を得た。この試験片について腐食試
験を以下の条件で行なった。なお、耐食性の評価は試験
片の腐食増量を測定することにより行ない、その結果を
図２に示した。
イ−２製合金試験片を得た。この試験片について腐食試
験を以下の条件で行なった。なお、耐食性の評価は試験
片の腐食増量を測定することにより行ない、その結果を
図２に示した。
【００２８】
装置 ：循環型オートクレーブ
温度 ：５２５℃
圧力 ：１０５Ｋｇ／ｃｍ２
溶存酸素 ：２００ｐｐｂ
溶存水素 ：５ｐｐｂ
電気伝導度：２．０×１０−６Ｓ／ｃｍ
ｐＨ ：５．０〜８．０
浸漬時間 ：２４時間
結果としては、本願発明の条件でΣＡｉ調整焼鈍を行な
った実施例１〜６の試験片は、いずれも腐食増量が１０
０ｍｇ／ｃｍ２ 以下の低い値になった。一方、比較例
１〜３の試験片は、腐食増量の値が２００ｍｇ／ｃｍ２
を越える大きな値となった。なお、焼鈍温度が６２１
℃と一定である場合において、焼鈍時間が１０時間以下
であると腐食増量の値を低くすることができるものの、
１０時間を越えると腐食増量の値を低くすることができ
ないことが明らかになった。また、焼鈍時間が２．５時
間と一定である場合において、焼鈍温度が６２０〜８０
０の範囲内にあると腐食増量の値を低くすることができ
ることが明らかになった。
った実施例１〜６の試験片は、いずれも腐食増量が１０
０ｍｇ／ｃｍ２ 以下の低い値になった。一方、比較例
１〜３の試験片は、腐食増量の値が２００ｍｇ／ｃｍ２
を越える大きな値となった。なお、焼鈍温度が６２１
℃と一定である場合において、焼鈍時間が１０時間以下
であると腐食増量の値を低くすることができるものの、
１０時間を越えると腐食増量の値を低くすることができ
ないことが明らかになった。また、焼鈍時間が２．５時
間と一定である場合において、焼鈍温度が６２０〜８０
０の範囲内にあると腐食増量の値を低くすることができ
ることが明らかになった。
【００２９】
【表１】
【００３０】
【発明の効果】この発明によると、ジルカロイ−２製Ｂ
ＷＲ原子炉燃料用材料の有する良好な機械的特性を維持
しつつ、更に耐ノジュラー腐食性、耐加速腐食性等の耐
食性を向上させることができるジルカロイ−２製ＢＷＲ
原子炉用燃料用材料の製造方法を提供することができ
る。この発明により得られたジルカロイ−２製ＢＷＲ原
子炉燃料用材料は、その寿命が長く、長期の使用に耐え
得るので経済的である。
ＷＲ原子炉燃料用材料の有する良好な機械的特性を維持
しつつ、更に耐ノジュラー腐食性、耐加速腐食性等の耐
食性を向上させることができるジルカロイ−２製ＢＷＲ
原子炉用燃料用材料の製造方法を提供することができ
る。この発明により得られたジルカロイ−２製ＢＷＲ原
子炉燃料用材料は、その寿命が長く、長期の使用に耐え
得るので経済的である。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、この発明に係るジルカロイ−２製ＢＷ
Ｒ原子炉燃料用材料の製造方法における各工程の順序を
示す概略説明図である。
Ｒ原子炉燃料用材料の製造方法における各工程の順序を
示す概略説明図である。
【図２】図２は、この発明の実施例及び比較例におけ
る、焼鈍温度が一定である場合における焼鈍時間と耐食
性との関係、及び、焼鈍時間が一定である場合における
焼鈍温度と耐食性との関係を示す図である。
る、焼鈍温度が一定である場合における焼鈍時間と耐食
性との関係、及び、焼鈍時間が一定である場合における
焼鈍温度と耐食性との関係を示す図である。
【図３】図３は、従来のジルカロイ−２製ＢＷＲ原子炉
燃料用材料の製造方法における各工程の順序を示す概略
説明図である。
燃料用材料の製造方法における各工程の順序を示す概略
説明図である。
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
C22F 1/18
Claims (2)
- 【請求項１】 ジルコニウム合金製原子炉燃料用材料の
製造方法において、素管にβ焼き入れを行ない、β焼き
入れを行った前記素管に、温度が６２０〜８００℃、時
間が１０時間以下である条件にて、累積入熱パラメータ
ΣＡｉの値が０．２×１０−１８ 〜５．０×１０−１
７ となるようにΣＡｉ調整焼鈍を行ない、焼鈍後に加
熱することなく冷却することを特徴とするジルカロイ−
２製ＢＷＲ原子炉燃料用材料の製造方法。 - 【請求項２】 温度が６３５〜８００℃、時間が３時間
以下である条件にて、累積入熱パラメータΣＡｉの値が
０．２×１０−１８ 〜５．０×１０−１７ となるよう
にΣＡｉ調整焼鈍を行なう前記請求項１に記載のジルカ
ロイ−２製ＢＷＲ原子炉燃料用材料の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06819593A JP3400815B2 (ja) | 1993-03-26 | 1993-03-26 | ジルカロイ−２製ｂｗｒ原子炉燃料用材料の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06819593A JP3400815B2 (ja) | 1993-03-26 | 1993-03-26 | ジルカロイ−２製ｂｗｒ原子炉燃料用材料の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06279963A JPH06279963A (ja) | 1994-10-04 |
| JP3400815B2 true JP3400815B2 (ja) | 2003-04-28 |
Family
ID=13366768
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP06819593A Expired - Fee Related JP3400815B2 (ja) | 1993-03-26 | 1993-03-26 | ジルカロイ−２製ｂｗｒ原子炉燃料用材料の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3400815B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2730090B1 (fr) * | 1995-01-30 | 1997-04-04 | Framatome Sa | Tube en alliage a base de zirconium pour assemblage combustible nucleaire et procede de fabrication d'un tel tube |
| JPH11194189A (ja) * | 1997-10-13 | 1999-07-21 | Mitsubishi Materials Corp | 耐食性およびクリープ特性にすぐれた原子炉燃料被覆管用Ｚｒ合金管の製造方法 |
-
1993
- 1993-03-26 JP JP06819593A patent/JP3400815B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06279963A (ja) | 1994-10-04 |
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