JP3407876B2 - 核燃料クラッディングに適するニオブ含有ジルコニウム合金 - Google Patents
核燃料クラッディングに適するニオブ含有ジルコニウム合金Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、優れた耐食性を有
するニオブ含有ジルコニウム（Ｚｒ）合金の組成物に関
する。特に、本発明は、核燃料クラッディング用Ｚｒ合
金に関する。
するニオブ含有ジルコニウム（Ｚｒ）合金の組成物に関
する。特に、本発明は、核燃料クラッディング用Ｚｒ合
金に関する。
【０００２】
【従来の技術】Ｚｒ合金は、中性子の吸収断面積が小さ
いこと、卓越した耐食性および良好な機械的強度から、
燃料棒クラッディングおよび原子炉心の構造成分として
広く使用されてきた。ニオブ（Ｎｂ）が、耐食性を向上
させ、水素取込みを減少させることに加えて、機械的強
度およびクリープ特性を向上させることはよく知られて
いる。それ故、最近開発された核燃料クラッディング用
Ｚｒ合金は、Ｎｂを含むことを特徴とする。しかし、Ｚ
ｒ合金中の過剰量のＮｂは、合金のプロセス条件によ
り、耐食性および水素取込みに影響を及ぼすために、熱
処理条件を最適化する必要がある。
いこと、卓越した耐食性および良好な機械的強度から、
燃料棒クラッディングおよび原子炉心の構造成分として
広く使用されてきた。ニオブ（Ｎｂ）が、耐食性を向上
させ、水素取込みを減少させることに加えて、機械的強
度およびクリープ特性を向上させることはよく知られて
いる。それ故、最近開発された核燃料クラッディング用
Ｚｒ合金は、Ｎｂを含むことを特徴とする。しかし、Ｚ
ｒ合金中の過剰量のＮｂは、合金のプロセス条件によ
り、耐食性および水素取込みに影響を及ぼすために、熱
処理条件を最適化する必要がある。
【０００３】核燃料クラッディング用Ｎｂ含有ジルコニ
ウム合金の従来技術として、米国特許第５，２５４，３
０８号は、合金の強度を維持するために、Ｓｎ量を減ら
し、ＮｂおよびＦｅを含ませたＺｒ合金を開示してい
る。この合金は、Ｓｎを０．４５から０．７５重量％の
範囲で（典型的には０．６重量％）、Ｆｅを０．４から
０．５３重量％の範囲で（典型的には０．４５重量
％）、Ｃｒを０．２から０．３重量％の範囲で（典型的
には０．２５重量％）、Ｎｂを０．３から０．５重量％
の範囲で（典型的には０．４５重量％）、Ｎｉを０．０
１２から０．０３重量％の範囲で（典型的には０．０２
％）、Ｓｉを５０から２００ｐｐｍの範囲で（典型的に
は１００ｐｐｍ）、およびＯを１０００から２０００ｐ
ｐｍの範囲で（典型的には１６００ｐｐｍ）含む。ま
た、Ｆｅ／Ｃｒ比は１．５であり、Ｎｂの量は、Ｆｅの
量に従って決定し、これは水素取込みに影響を及ぼす。
良好な耐食性および合金強度が、Ｎｉ、Ｓｉ、Ｃおよび
Ｏの量の調節により得られた。
ウム合金の従来技術として、米国特許第５，２５４，３
０８号は、合金の強度を維持するために、Ｓｎ量を減ら
し、ＮｂおよびＦｅを含ませたＺｒ合金を開示してい
る。この合金は、Ｓｎを０．４５から０．７５重量％の
範囲で（典型的には０．６重量％）、Ｆｅを０．４から
０．５３重量％の範囲で（典型的には０．４５重量
％）、Ｃｒを０．２から０．３重量％の範囲で（典型的
には０．２５重量％）、Ｎｂを０．３から０．５重量％
の範囲で（典型的には０．４５重量％）、Ｎｉを０．０
１２から０．０３重量％の範囲で（典型的には０．０２
％）、Ｓｉを５０から２００ｐｐｍの範囲で（典型的に
は１００ｐｐｍ）、およびＯを１０００から２０００ｐ
ｐｍの範囲で（典型的には１６００ｐｐｍ）含む。ま
た、Ｆｅ／Ｃｒ比は１．５であり、Ｎｂの量は、Ｆｅの
量に従って決定し、これは水素取込みに影響を及ぼす。
良好な耐食性および合金強度が、Ｎｉ、Ｓｉ、Ｃおよび
Ｏの量の調節により得られた。
【０００４】米国特許第５，３３４，３４５号は、耐食
性および水素取込み耐性を向上させるために、Ｓｎを
１．０から２．０重量％の範囲で、Ｆｅを０．０７から
０．７０重量％の範囲で、Ｃｒを０．０５から０．１５
重量％の範囲で、Ｎｉを０．１６から０．４０重量％の
範囲で、Ｎｂを０．０１５から０．３０重量％の範囲で
（典型的には０．０１５から０．２０重量％）、Ｓｉを
０．００２から０．０５重量％の範囲で（典型的には
０．０１５から０．０５重量％）、およびＯを９００か
ら１６００ｐｐｍの範囲で含む合金を開示する。
性および水素取込み耐性を向上させるために、Ｓｎを
１．０から２．０重量％の範囲で、Ｆｅを０．０７から
０．７０重量％の範囲で、Ｃｒを０．０５から０．１５
重量％の範囲で、Ｎｉを０．１６から０．４０重量％の
範囲で、Ｎｂを０．０１５から０．３０重量％の範囲で
（典型的には０．０１５から０．２０重量％）、Ｓｉを
０．００２から０．０５重量％の範囲で（典型的には
０．０１５から０．０５重量％）、およびＯを９００か
ら１６００ｐｐｍの範囲で含む合金を開示する。
【０００５】主にＳｎ、ＮおよびＮｂ量を調節した、米
国特許第５，３３６，６９０号は、Ｓｎを０から１．５
重量％の範囲で（典型的には０．６重量％）、Ｆｅを０
から０．２４重量％の範囲で（典型的には０．１２重量
％）、Ｃｒを０から０．１５重量％の範囲で（典型的に
は０．１０重量％）、Ｎを０から２３００ｐｐｍの範囲
で、Ｓｉを０から１００ｐｐｍの範囲で（典型的には１
００ｐｐｍ）、Ｏを０から１６００ｐｐｍの範囲で（典
型的には１２００ｐｐｍ）、およびＮｂを０から０．５
重量％の範囲で（典型的には０．４５重量％）含む合金
を開示する。
国特許第５，３３６，６９０号は、Ｓｎを０から１．５
重量％の範囲で（典型的には０．６重量％）、Ｆｅを０
から０．２４重量％の範囲で（典型的には０．１２重量
％）、Ｃｒを０から０．１５重量％の範囲で（典型的に
は０．１０重量％）、Ｎを０から２３００ｐｐｍの範囲
で、Ｓｉを０から１００ｐｐｍの範囲で（典型的には１
００ｐｐｍ）、Ｏを０から１６００ｐｐｍの範囲で（典
型的には１２００ｐｐｍ）、およびＮｂを０から０．５
重量％の範囲で（典型的には０．４５重量％）含む合金
を開示する。
【０００６】米国特許第５，２１１，７７４号に開示さ
れたＺｒ合金は、開発により中性子照射環境下における
延性、クリープ強度および耐食性の特性が向上し、Ｓｎ
を０．８から１．２重量％の範囲で、Ｆｅを０．２から
０．５重量％の範囲で（典型的には０．３５重量％）、
Ｃｒを０．１から０．４重量％の範囲で（典型的には
０．２５重量％）、Ｎｂを０から０．６重量％の範囲
で、Ｓｉを５０から２００ｐｐｍの範囲で（典型的には
５０ｐｐｍ）、およびＯを９０から１８００ｐｐｍの範
囲で（典型的には１６００ｐｐｍ）含む。Ｓｉの量を調
節することにより、合金のプロセス条件の変動に伴う、
水素取込みおよび耐食性の変動を減少することが目的で
ある。
れたＺｒ合金は、開発により中性子照射環境下における
延性、クリープ強度および耐食性の特性が向上し、Ｓｎ
を０．８から１．２重量％の範囲で、Ｆｅを０．２から
０．５重量％の範囲で（典型的には０．３５重量％）、
Ｃｒを０．１から０．４重量％の範囲で（典型的には
０．２５重量％）、Ｎｂを０から０．６重量％の範囲
で、Ｓｉを５０から２００ｐｐｍの範囲で（典型的には
５０ｐｐｍ）、およびＯを９０から１８００ｐｐｍの範
囲で（典型的には１６００ｐｐｍ）含む。Ｓｉの量を調
節することにより、合金のプロセス条件の変動に伴う、
水素取込みおよび耐食性の変動を減少することが目的で
ある。
【０００７】欧州特許第１９５，１５５号は、Ｓｎを
０．１から０．３重量％の範囲で、Ｆｅを０．０５から
０．２重量％の範囲で、Ｎｂを０．０５から０．４重量
％の範囲で、Ｃｒ、ＮｉまたはＣｒおよびＮｉを０．０
３から０．１重量％の範囲で、および二重型燃料クラッ
ディングを含む、Ｚｒ合金を開示した。この合金におい
て、Ｆｅ＋Ｃｒ＋Ｎｉ量は、０．２５重量％を超えるこ
とはできず、Ｏは３００から１２００ｐｐｍの範囲で含
まれた。
０．１から０．３重量％の範囲で、Ｆｅを０．０５から
０．２重量％の範囲で、Ｎｂを０．０５から０．４重量
％の範囲で、Ｃｒ、ＮｉまたはＣｒおよびＮｉを０．０
３から０．１重量％の範囲で、および二重型燃料クラッ
ディングを含む、Ｚｒ合金を開示した。この合金におい
て、Ｆｅ＋Ｃｒ＋Ｎｉ量は、０．２５重量％を超えるこ
とはできず、Ｏは３００から１２００ｐｐｍの範囲で含
まれた。
【０００８】欧州特許第４６８，０９３号または米国特
許第５，０８０，８６１号は、高燃焼度における耐食性
を向上させるために、Ｎｂを０から０．６重量％の範囲
で、Ｓｂを０から０．２重量％の範囲で、Ｔｅを０から
０．２重量％の範囲で、Ｓｎを０．５から１．０重量％
の範囲で、Ｆｅを０．１８から０．２４重量％の範囲
で、Ｃｒを０．０７から０．１３重量％の範囲で、Ｏを
９００から２０００ｐｐｍの範囲で、Ｎｉを０から７０
ｐｐｍの範囲で、およびＣを０から２００ｐｐｍの範囲
で含む、Ｚｒ合金を開示する。この合金において、沈殿
物のサイズは、１２００から１８００Åに制限され、合
金はＴｅ（テルル）またはＳｂ（アンチモン）の代わり
にＢｉ（ビスマス）を０．２重量％まで含み得る。
許第５，０８０，８６１号は、高燃焼度における耐食性
を向上させるために、Ｎｂを０から０．６重量％の範囲
で、Ｓｂを０から０．２重量％の範囲で、Ｔｅを０から
０．２重量％の範囲で、Ｓｎを０．５から１．０重量％
の範囲で、Ｆｅを０．１８から０．２４重量％の範囲
で、Ｃｒを０．０７から０．１３重量％の範囲で、Ｏを
９００から２０００ｐｐｍの範囲で、Ｎｉを０から７０
ｐｐｍの範囲で、およびＣを０から２００ｐｐｍの範囲
で含む、Ｚｒ合金を開示する。この合金において、沈殿
物のサイズは、１２００から１８００Åに制限され、合
金はＴｅ（テルル）またはＳｂ（アンチモン）の代わり
にＢｉ（ビスマス）を０．２重量％まで含み得る。
【０００９】上記の特許のものと類似した組成物を有す
るＺｒ合金が、欧州特許第３４５，５３１号に示唆され
た。この合金は、Ｎｂを０から０．６重量％の範囲で、
Ｍｏを０から０．１重量％の範囲で、Ｓｎを１．２から
１．７重量％の範囲で、Ｆｅを０．０７から０．２４重
量％の範囲で、Ｃｒを０．０５から０．１３重量％の範
囲で、Ｎｉを０から０．０８重量％の範囲で、およびＯ
を９００から１８００ｐｐｍの範囲で含んだ。
るＺｒ合金が、欧州特許第３４５，５３１号に示唆され
た。この合金は、Ｎｂを０から０．６重量％の範囲で、
Ｍｏを０から０．１重量％の範囲で、Ｓｎを１．２から
１．７重量％の範囲で、Ｆｅを０．０７から０．２４重
量％の範囲で、Ｃｒを０．０５から０．１３重量％の範
囲で、Ｎｉを０から０．０８重量％の範囲で、およびＯ
を９００から１８００ｐｐｍの範囲で含んだ。
【００１０】欧州特許第５３２，８３０号のＺｒ合金
は、向上した耐食性、照射下での安定性、機械的強度お
よびクリープ耐性を有する。それは、Ｎｂを０から０．
６重量％の範囲で；Ｓｎを０．８から１．２重量％の範
囲で；Ｆｅを０．２から０．５重量％の範囲で（典型的
には０．３５重量％）；Ｃｒを０．１から０．４重量％
の範囲で（典型的には０．２５重量％）；Ｓｉを５０か
ら２００ｐｐｍの範囲で（典型的には１００ｐｐｍ）；
およびＯを９００から１８００ｐｐｍの範囲で（典型的
には１６００ｐｐｍ）含む。
は、向上した耐食性、照射下での安定性、機械的強度お
よびクリープ耐性を有する。それは、Ｎｂを０から０．
６重量％の範囲で；Ｓｎを０．８から１．２重量％の範
囲で；Ｆｅを０．２から０．５重量％の範囲で（典型的
には０．３５重量％）；Ｃｒを０．１から０．４重量％
の範囲で（典型的には０．２５重量％）；Ｓｉを５０か
ら２００ｐｐｍの範囲で（典型的には１００ｐｐｍ）；
およびＯを９００から１８００ｐｐｍの範囲で（典型的
には１６００ｐｐｍ）含む。
【００１１】ＮｂおよびＶを含む仏国特許第２，６２
４，１３６号のＺｒ合金は、Ｆｅを０．１から０．３５
重量％の範囲で、Ｖを０．１から０．４重量％の範囲
で、Ｏを０．０５から０．３重量％の範囲で、Ｓｎを０
から０．２５重量％の範囲で、およびＮｂを０から０．
２５重量％の範囲で含み、Ｖ／Ｆｅ比は０．５以上であ
る。また、この特許は、合金の最適製造プロセスを開示
する。
４，１３６号のＺｒ合金は、Ｆｅを０．１から０．３５
重量％の範囲で、Ｖを０．１から０．４重量％の範囲
で、Ｏを０．０５から０．３重量％の範囲で、Ｓｎを０
から０．２５重量％の範囲で、およびＮｂを０から０．
２５重量％の範囲で含み、Ｖ／Ｆｅ比は０．５以上であ
る。また、この特許は、合金の最適製造プロセスを開示
する。
【００１２】日本国特許第６２，１８０，０２７号は、
機械的強度および団塊耐食性を向上させるために、Ｎｂ
を１．７から２．５重量％の範囲で、Ｓｎを０．５から
２．２重量％の範囲で、Ｆｅを０．０４から１．０重量
％の範囲で含む、Ｚｒ合金を開示する。この合金におい
て、ＦｅおよびＭｏの含量は、０．２から１．０重量％
に制限された。
機械的強度および団塊耐食性を向上させるために、Ｎｂ
を１．７から２．５重量％の範囲で、Ｓｎを０．５から
２．２重量％の範囲で、Ｆｅを０．０４から１．０重量
％の範囲で含む、Ｚｒ合金を開示する。この合金におい
て、ＦｅおよびＭｏの含量は、０．２から１．０重量％
に制限された。
【００１３】日本国特許第２，２１３，４３７号は、団
塊耐食性を向上させる、Ｚｒ−Ｓｎ−Ｆｅ−Ｖ合金の他
にＮｂ含有合金を開示する。この合金は、Ｚｒ合金を
０．２５から１．５重量％の範囲で、Ｎｂを０．１５か
ら１．０重量％の範囲で、およびＦｅ、およびＺｒ合金
を０．２５から１．５重量％の範囲で、Ｎｂを０．５か
ら１．０重量％の範囲で、Ｓｎを０．０５から０．１５
重量％の範囲で、およびＮｉを含む。
塊耐食性を向上させる、Ｚｒ−Ｓｎ−Ｆｅ−Ｖ合金の他
にＮｂ含有合金を開示する。この合金は、Ｚｒ合金を
０．２５から１．５重量％の範囲で、Ｎｂを０．１５か
ら１．０重量％の範囲で、およびＦｅ、およびＺｒ合金
を０．２５から１．５重量％の範囲で、Ｎｂを０．５か
ら１．０重量％の範囲で、Ｓｎを０．０５から０．１５
重量％の範囲で、およびＮｉを含む。
【００１４】日本国特許６２，２０７，８３５号は、Ｚ
ｒ合金を０．２から２．０重量％の範囲で、Ｎｂを０．
５から３．０重量％の範囲で、Ｓｎを９００から２５０
０ｐｐｍの範囲で、およびＯを含む、Ｚｒ−Ｎｂ−Ｓｎ
を基本とする合金を開示する。
ｒ合金を０．２から２．０重量％の範囲で、Ｎｂを０．
５から３．０重量％の範囲で、Ｓｎを９００から２５０
０ｐｐｍの範囲で、およびＯを含む、Ｚｒ−Ｎｂ−Ｓｎ
を基本とする合金を開示する。
【００１５】日本国特許第６２，２９７，４４９号は、
耐食性、延性および強度の向上のために、Ｎｂを１から
２．５重量％の範囲で、Ｓｎを０．５から２．０重量％
の範囲で、Ｍｏを０．１から１．０重量％の範囲で、Ｍ
ｏ＋Ｎｂを１．５から２．５重量％の範囲で含む合金組
成物およびα＋βまたはβ領域における溶液処理による
プロセスを開示する。
耐食性、延性および強度の向上のために、Ｎｂを１から
２．５重量％の範囲で、Ｓｎを０．５から２．０重量％
の範囲で、Ｍｏを０．１から１．０重量％の範囲で、Ｍ
ｏ＋Ｎｂを１．５から２．５重量％の範囲で含む合金組
成物およびα＋βまたはβ領域における溶液処理による
プロセスを開示する。
【００１６】Ｆｅを含有する以外は上記の特許のものと
類似した組成物を有するＺｒ合金が、日本国特許第６
２，１８０，０２７号に示唆された。この合金は、Ｎｂ
を１．７から２．５重量％の範囲で、Ｓｎを０．５から
２．２重量％の範囲で、Ｆｅを０．０４から１．０重量
％の範囲で、およびＭｏを０．２から１．０重量％の範
囲で含み、ただしＦｅとＭｏの総量は、０．２から１．
０重量％の範囲である。
類似した組成物を有するＺｒ合金が、日本国特許第６
２，１８０，０２７号に示唆された。この合金は、Ｎｂ
を１．７から２．５重量％の範囲で、Ｓｎを０．５から
２．２重量％の範囲で、Ｆｅを０．０４から１．０重量
％の範囲で、およびＭｏを０．２から１．０重量％の範
囲で含み、ただしＦｅとＭｏの総量は、０．２から１．
０重量％の範囲である。
【００１７】米国特許第４，８６３，６８５号、４，９
８６，９７５号、５，０２４，８０９号および５，０２
６，５１６号は、Ｓｎを０．５から２．０重量％の範囲
で、および他の溶質成分を約０．５から１．０重量％の
範囲で含むＺｒ合金を開示する。該合金は、Ｏを０．０
９から０．１６重量％の範囲で含む。より具体的には、
米国特許第４，８６３，６８５号で開示された合金は、
Ｓｎに加えて、他の溶質成分、例えばＭｏ、Ｔｅおよび
その混合物、またはＮｂ−Ｔｅ、Ｎｂ−Ｍｏを含む。米
国特許第４，９８６，９７５号で開示された合金組成物
は、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｆｅ等の溶質成分を０．２４から０．
４０重量％の範囲で含み、Ｃｕは合金中に０．０５重量
％以上含まれなければならない。
８６，９７５号、５，０２４，８０９号および５，０２
６，５１６号は、Ｓｎを０．５から２．０重量％の範囲
で、および他の溶質成分を約０．５から１．０重量％の
範囲で含むＺｒ合金を開示する。該合金は、Ｏを０．０
９から０．１６重量％の範囲で含む。より具体的には、
米国特許第４，８６３，６８５号で開示された合金は、
Ｓｎに加えて、他の溶質成分、例えばＭｏ、Ｔｅおよび
その混合物、またはＮｂ−Ｔｅ、Ｎｂ−Ｍｏを含む。米
国特許第４，９８６，９７５号で開示された合金組成物
は、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｆｅ等の溶質成分を０．２４から０．
４０重量％の範囲で含み、Ｃｕは合金中に０．０５重量
％以上含まれなければならない。
【００１８】米国特許第５，０２４，８０９号および第
５，０２６，５１６号は、溶質成分としてＭｏ、Ｎｂ、
Ｔｅ等を含む合金を開示する。ここで量は０．５から
１．０重量％の範囲に制限され、これは米国特許第４，
８６３，６８５号と同一であった。ＢｉまたはＢｉ＋Ｓ
ｎを０．５から２．５重量％の範囲で添加した。
５，０２６，５１６号は、溶質成分としてＭｏ、Ｎｂ、
Ｔｅ等を含む合金を開示する。ここで量は０．５から
１．０重量％の範囲に制限され、これは米国特許第４，
８６３，６８５号と同一であった。ＢｉまたはＢｉ＋Ｓ
ｎを０．５から２．５重量％の範囲で添加した。
【００１９】米国特許第４，９３８，９２０号は、ジル
カロイ（Ｚｉｒｃａｌｏｙ）−４と比較して耐食性が向
上した合金を開示し、ここで、Ｓｎの量は０から０．８
重量％の範囲に、およびＶは０から０．３重量％の範囲
に、およびＮｂは０から１重量％の範囲に減少した。こ
の合金において、Ｆｅが０．２から０．８重量％の範囲
で、Ｃｒが０から０．４重量％の範囲で添加され、Ｆ
ｅ、Ｃｒ、およびＶの総量は、０．２５から１．０重量
％の範囲に制限された。また、Ｏの量は、１０００から
１６００ｐｐｍの範囲であった。０．８重量％Ｓｎ−
０．２２重量％Ｆｅ−０．１１重量％Ｃｒ−０．１４重
量％Ｏ、０．４重量％Ｎｂ−０．６７重量％Ｆｅ−０．
３３重量％Ｃｒ−０．１５重量％Ｏ、０．７５重量％Ｆ
ｅ−０．２５重量％Ｖ−０．１重量％Ｏまたは０．２５
重量％Ｓｎ−０．２重量％Ｆｅ−０．１５重量％Ｖ−
０．１重量％Ｏを含む合金は、２００日間、４００℃の
蒸気条件下でジルカロイ−４よりも約６０％上回る優れ
た耐食性、およびジルカロイ−４と同じ引っ張り強さを
示した。
カロイ（Ｚｉｒｃａｌｏｙ）−４と比較して耐食性が向
上した合金を開示し、ここで、Ｓｎの量は０から０．８
重量％の範囲に、およびＶは０から０．３重量％の範囲
に、およびＮｂは０から１重量％の範囲に減少した。こ
の合金において、Ｆｅが０．２から０．８重量％の範囲
で、Ｃｒが０から０．４重量％の範囲で添加され、Ｆ
ｅ、Ｃｒ、およびＶの総量は、０．２５から１．０重量
％の範囲に制限された。また、Ｏの量は、１０００から
１６００ｐｐｍの範囲であった。０．８重量％Ｓｎ−
０．２２重量％Ｆｅ−０．１１重量％Ｃｒ−０．１４重
量％Ｏ、０．４重量％Ｎｂ−０．６７重量％Ｆｅ−０．
３３重量％Ｃｒ−０．１５重量％Ｏ、０．７５重量％Ｆ
ｅ−０．２５重量％Ｖ−０．１重量％Ｏまたは０．２５
重量％Ｓｎ−０．２重量％Ｆｅ−０．１５重量％Ｖ−
０．１重量％Ｏを含む合金は、２００日間、４００℃の
蒸気条件下でジルカロイ−４よりも約６０％上回る優れ
た耐食性、およびジルカロイ−４と同じ引っ張り強さを
示した。
【００２０】従来のジルカロイ−４の合金組成物は、米
国特許第４，９６３，３２３号または日本国特許第１，
１８８，６４６号において修飾され、耐食性が向上した
核燃料クラッディング用材料が開発された。すなわち、
この合金では、Ｓｎ量を減らし、Ｎｂを埋め合わせとし
て添加し、窒素の量を６０ｐｐｍ以下に調節した。Ｚｒ
合金は、Ｓｎを０．２から１．１５重量％の範囲で、Ｆ
ｅを０．１９から０．６重量％の範囲で（好ましくは
０．１９から０．２４重量％）、Ｃｒを０．０７から
０．４重量％の範囲で（好ましくは０．０７から０．１
３重量％）、Ｎｂを０．０５から０．５重量％の範囲
で、および６０ｐｐｍ以下のＮを含む。
国特許第４，９６３，３２３号または日本国特許第１，
１８８，６４６号において修飾され、耐食性が向上した
核燃料クラッディング用材料が開発された。すなわち、
この合金では、Ｓｎ量を減らし、Ｎｂを埋め合わせとし
て添加し、窒素の量を６０ｐｐｍ以下に調節した。Ｚｒ
合金は、Ｓｎを０．２から１．１５重量％の範囲で、Ｆ
ｅを０．１９から０．６重量％の範囲で（好ましくは
０．１９から０．２４重量％）、Ｃｒを０．０７から
０．４重量％の範囲で（好ましくは０．０７から０．１
３重量％）、Ｎｂを０．０５から０．５重量％の範囲
で、および６０ｐｐｍ以下のＮを含む。
【００２１】また、ジルカロイ−４の組成物は、米国特
許第５，０１７，３３６号において、Ｎｂ、Ｔａ、Ｖお
よびＭｏの添加により修飾された。特に、Ｚｒ合金は、
Ｓｎを０．２から０．９重量％の範囲で、Ｆｅを０．１
８から０．６重量％の範囲で、Ｃｒを０．０７から０．
４重量％の範囲で、Ｎｂを０．０５から０．５重量％の
範囲で、Ｔａを０．０１から０．２重量％の範囲で、Ｖ
を０．０５から１重量％の範囲で、およびＭｏを０．０
５から１重量％の範囲で含む。
許第５，０１７，３３６号において、Ｎｂ、Ｔａ、Ｖお
よびＭｏの添加により修飾された。特に、Ｚｒ合金は、
Ｓｎを０．２から０．９重量％の範囲で、Ｆｅを０．１
８から０．６重量％の範囲で、Ｃｒを０．０７から０．
４重量％の範囲で、Ｎｂを０．０５から０．５重量％の
範囲で、Ｔａを０．０１から０．２重量％の範囲で、Ｖ
を０．０５から１重量％の範囲で、およびＭｏを０．０
５から１重量％の範囲で含む。
【００２２】米国特許第５，１９６，１６３号または日
本国特許第６３，０３５，７５１号は、その組成物が本
質的にジルカロイ−４のそれと類似し、Ｔａ並びにＳ
ｎ、ＦｅおよびＣｒ、および所望によりＮｂを含む、Ｚ
ｒ合金を開示する。この合金は、Ｓｎを０．２から１．
１５重量％の範囲で、Ｆｅを０．１９から０．６重量％
の範囲で（好ましくは０．１９から０．２４重量％）、
Ｃｒを０．０７から０．４重量％の範囲で（好ましくは
０．０７から０．１３重量％）、Ｔａを０．０１から
０．２重量％の範囲で、Ｎｂを０．０５から０．５重量
％の範囲で、および６０ｐｐｍ以下のＮを含む。
本国特許第６３，０３５，７５１号は、その組成物が本
質的にジルカロイ−４のそれと類似し、Ｔａ並びにＳ
ｎ、ＦｅおよびＣｒ、および所望によりＮｂを含む、Ｚ
ｒ合金を開示する。この合金は、Ｓｎを０．２から１．
１５重量％の範囲で、Ｆｅを０．１９から０．６重量％
の範囲で（好ましくは０．１９から０．２４重量％）、
Ｃｒを０．０７から０．４重量％の範囲で（好ましくは
０．０７から０．１３重量％）、Ｔａを０．０１から
０．２重量％の範囲で、Ｎｂを０．０５から０．５重量
％の範囲で、および６０ｐｐｍ以下のＮを含む。
【００２３】上記合金と類似した組成物を有するＺｒ合
金が、仏国特許第２，７６９，６３７号に開示された。
特に、この合金は、Ｓｎを０．２から１．７重量％の範
囲で、Ｆｅを０．１８から０．６重量％の範囲で、Ｃｒ
を０．０７から０．４重量％の範囲で、Ｎｂを０．０５
から１．０重量％の範囲で、所望によりＴａを０．０１
から０．１重量％の範囲でおよび６０ｐｐｍ以下のＮを
含む。また、組成物により変動する熱処理も記載した。
金が、仏国特許第２，７６９，６３７号に開示された。
特に、この合金は、Ｓｎを０．２から１．７重量％の範
囲で、Ｆｅを０．１８から０．６重量％の範囲で、Ｃｒ
を０．０７から０．４重量％の範囲で、Ｎｂを０．０５
から１．０重量％の範囲で、所望によりＴａを０．０１
から０．１重量％の範囲でおよび６０ｐｐｍ以下のＮを
含む。また、組成物により変動する熱処理も記載した。
【００２４】米国特許第５，５６０，７９０号は、Ｎｂ
を０．５から１．５重量％の範囲で、Ｓｎを０．９から
１．５重量％の範囲で、Ｆｅを０．３から０．６重量％
の範囲で、Ｃｒを０．００５から０．２重量％の範囲
で、Ｃを０．００５から０．０４重量％の範囲で、Ｏを
０．０５から０．１５重量％の範囲で、およびＳｉを
０．００５から０．０１５重量％の範囲で含む合金を開
示する。沈殿物、Ｚｒ（Ｎｂ、Ｆｅ）２、Ｚｒ（Ｆｅ、
Ｃｒ、Ｎｂ）および（Ｚｒ、Ｎｂ）３Ｆｅ間の距離は、
０．２０から０．４０μｍの範囲に制限され、Ｆｅを含
む沈殿物の容積は沈殿物の総容積の６０％までに制限さ
れた。
を０．５から１．５重量％の範囲で、Ｓｎを０．９から
１．５重量％の範囲で、Ｆｅを０．３から０．６重量％
の範囲で、Ｃｒを０．００５から０．２重量％の範囲
で、Ｃを０．００５から０．０４重量％の範囲で、Ｏを
０．０５から０．１５重量％の範囲で、およびＳｉを
０．００５から０．０１５重量％の範囲で含む合金を開
示する。沈殿物、Ｚｒ（Ｎｂ、Ｆｅ）２、Ｚｒ（Ｆｅ、
Ｃｒ、Ｎｂ）および（Ｚｒ、Ｎｂ）３Ｆｅ間の距離は、
０．２０から０．４０μｍの範囲に制限され、Ｆｅを含
む沈殿物の容積は沈殿物の総容積の６０％までに制限さ
れた。
【００２５】日本国特許第５，２１４，５００号は、耐
食性および沈殿物のサイズが向上した、合金組成物を開
示する。この合金組成物は、Ｓｎを０．５から２．０重
量％の範囲で、Ｆｅを０．０５から０．３重量％の範囲
で、Ｃｒを０．０５から０．３重量％の範囲で、Ｎｉを
０．０５から０．１５重量％の範囲で、Ｏを０．０５か
ら０．２重量％の範囲で、Ｎｂを０から１．２重量％の
範囲で含み、バランスはＺｒであり、沈殿物のサイズは
０．５μｍ以下に制限される。
食性および沈殿物のサイズが向上した、合金組成物を開
示する。この合金組成物は、Ｓｎを０．５から２．０重
量％の範囲で、Ｆｅを０．０５から０．３重量％の範囲
で、Ｃｒを０．０５から０．３重量％の範囲で、Ｎｉを
０．０５から０．１５重量％の範囲で、Ｏを０．０５か
ら０．２重量％の範囲で、Ｎｂを０から１．２重量％の
範囲で含み、バランスはＺｒであり、沈殿物のサイズは
０．５μｍ以下に制限される。
【００２６】日本国特許第８，０８６，９５４号は、α
型における熱および冷圧延中に誘導された熱処理変動、
およびＳｎを０．４から１．７重量％の範囲で、Ｆｅを
０．２５から０．７５重量％の範囲で、Ｃｒを０．０５
から０．３０重量％の範囲で、Ｎｉを０から０．１０重
量％の範囲で、およびＮｂを０から１．０重量％の範囲
で含むＺｒ合金を開示する。
型における熱および冷圧延中に誘導された熱処理変動、
およびＳｎを０．４から１．７重量％の範囲で、Ｆｅを
０．２５から０．７５重量％の範囲で、Ｃｒを０．０５
から０．３０重量％の範囲で、Ｎｉを０から０．１０重
量％の範囲で、およびＮｂを０から１．０重量％の範囲
で含むＺｒ合金を開示する。
【００２７】日本国特許第８，１１４，６８８号は、応
力腐食割れおよび水素取込みによる二次攻撃を減少させ
るために、Ｎｂを０．０５から０．７５重量％の範囲で
およびＳｉを０から０．０２重量％の範囲で含むＳｎ−
Ｆｅ−Ｃｒ−Ｎｉ合金で形成した内部層を有する二重型
Ｚｒ合金を開示する。
力腐食割れおよび水素取込みによる二次攻撃を減少させ
るために、Ｎｂを０．０５から０．７５重量％の範囲で
およびＳｉを０から０．０２重量％の範囲で含むＳｎ−
Ｆｅ−Ｃｒ−Ｎｉ合金で形成した内部層を有する二重型
Ｚｒ合金を開示する。
【００２８】日本国特許第９，１１１，３７９号は、団
塊腐食を防ぐために、Ｓｎを０．５から１．７重量％の
範囲で、Ｆｅを０．１から０．３重量％の範囲で、Ｃｒ
を０．０５から０．２重量％の範囲で、Ｃｕを０．０５
から０．２重量％の範囲で、Ｎｂを０．０１から１．０
重量％の範囲で、およびＮｉを０．０１から０．２０重
量％の範囲で含む、Ｚｒ合金を開示する。
塊腐食を防ぐために、Ｓｎを０．５から１．７重量％の
範囲で、Ｆｅを０．１から０．３重量％の範囲で、Ｃｒ
を０．０５から０．２重量％の範囲で、Ｃｕを０．０５
から０．２重量％の範囲で、Ｎｂを０．０１から１．０
重量％の範囲で、およびＮｉを０．０１から０．２０重
量％の範囲で含む、Ｚｒ合金を開示する。
【００２９】日本国特許第１０，２７３，７４６号は、
Ｓｎを０．３から０．７重量％の範囲で、Ｆｅを０．２
から０．２５重量％の範囲で、Ｃｒを０．１から０．１
５重量％の範囲で、およびＮｂを０．０５から０．２０
重量％の範囲で含む、作業性および耐食性の向上したＺ
ｒ合金を開示する。
Ｓｎを０．３から０．７重量％の範囲で、Ｆｅを０．２
から０．２５重量％の範囲で、Ｃｒを０．１から０．１
５重量％の範囲で、およびＮｂを０．０５から０．２０
重量％の範囲で含む、作業性および耐食性の向上したＺ
ｒ合金を開示する。
【００３０】欧州特許第１９８，５７０号において、Ｎ
ｂの量は、Ｚｒ−Ｎｂ合金において１から２．５重量％
に制限され、熱処理温度が示唆された。この特許におい
て、Ｎｂを含む第二型を均一に分布し、そのサイズは約
８００Å以下である。
ｂの量は、Ｚｒ−Ｎｂ合金において１から２．５重量％
に制限され、熱処理温度が示唆された。この特許におい
て、Ｎｂを含む第二型を均一に分布し、そのサイズは約
８００Å以下である。
【００３１】米国特許第５，１２５，９８５号は、Ｎｂ
を０．５から２．０重量％の範囲で、Ｓｎを０．７から
１．５重量％の範囲で、およびＦｅ、ＮｉおよびＣｒか
らなる群から選択した１つ以上の成分を０．０７から
０．２８重量％の範囲で含む合金を開示する。クリープ
強度は、製造法に従って調節し得る。このとき、製造法
は、熱処理β−急冷の導入を特徴とする。
を０．５から２．０重量％の範囲で、Ｓｎを０．７から
１．５重量％の範囲で、およびＦｅ、ＮｉおよびＣｒか
らなる群から選択した１つ以上の成分を０．０７から
０．２８重量％の範囲で含む合金を開示する。クリープ
強度は、製造法に従って調節し得る。このとき、製造法
は、熱処理β−急冷の導入を特徴とする。
【００３２】上記したように、従来技術の核燃料クラッ
ディング用Ｚｒ合金は、耐食性を向上するために、Ｎｂ
を含むことを特徴とする。しかし、厳しい操作環境を考
慮すると、燃料棒クラッディング用材料としてのジルカ
ロイの使用は、制限されてくる。それ故、優れた耐食性
および高い強度を有する改善されたＺｒ合金の開発が必
要とされている。
ディング用Ｚｒ合金は、耐食性を向上するために、Ｎｂ
を含むことを特徴とする。しかし、厳しい操作環境を考
慮すると、燃料棒クラッディング用材料としてのジルカ
ロイの使用は、制限されてくる。それ故、優れた耐食性
および高い強度を有する改善されたＺｒ合金の開発が必
要とされている。
【００３３】我々、本発明の発明者は、新規ジルカロイ
−４における耐食性の亢進を調査し、そこで我々は、Ｆ
ｅ、Ｍｏ、Ｃｕ、Ｍｎ等を少量添加することにより、Ｚ
ｒ合金の耐食性を向上させるＮｂ含有Ｚｒ合金を開発し
た。
−４における耐食性の亢進を調査し、そこで我々は、Ｆ
ｅ、Ｍｏ、Ｃｕ、Ｍｎ等を少量添加することにより、Ｚ
ｒ合金の耐食性を向上させるＮｂ含有Ｚｒ合金を開発し
た。
【００３４】
【発明が解決すべき課題】本発明の目的は、優れた耐食
性を有する新規Ｚｒ合金の組成物を提供することであ
る。
性を有する新規Ｚｒ合金の組成物を提供することであ
る。
【００３５】本発明の別の目的は、核燃料クラッディン
グ用のＺｒ合金を提供することである。
グ用のＺｒ合金を提供することである。
【００３６】上記の目的を達成するために、本発明は、
優れた耐食性を有する改善されたＮｂ含有Ｚｒ合金を提
供する。
優れた耐食性を有する改善されたＮｂ含有Ｚｒ合金を提
供する。
【００３７】
【課題を解決するための手段】本発明は、Ｎｂ；Ｆｅ、
Ｍｏ、Ｃｕ、ＭｎおよびＣｒからなる群から選択された
１つ以上の成分；Ｏ；Ｓｉ；所望によりＳｎを含み；残
部（バランス）はＺｒである、Ｚｒ合金に包含される効
果の顕著なＺｎ合金を提供する。
Ｍｏ、Ｃｕ、ＭｎおよびＣｒからなる群から選択された
１つ以上の成分；Ｏ；Ｓｉ；所望によりＳｎを含み；残
部（バランス）はＺｒである、Ｚｒ合金に包含される効
果の顕著なＺｎ合金を提供する。
【００３８】本発明の第１は、Ｎｂを０．８から１．２
重量％の範囲で；Ｍｏ、ＣｕおよびＭｎからなる群から
選択された１つの成分をそれぞれ０．１から０．３重量
％の範囲で；Ｏを６００から１４００ｐｐｍの範囲で；
Ｓｉを８０から１２０ｐｐｍの範囲で含み；バランスは
Ｚｒである、Ｚｒ合金である。 本発明の第２は、Ｎｂを
０．８から１．２重量％の範囲で；Ｆｅを０．１から
０．３重量％の範囲で；Ｍｏ、ＣｕおよびＭｎからなる
群から選択された１つの成分を０．１から０．３重量％
の範囲で；Ｏを６００から１４００ｐｐｍの範囲で；Ｓ
ｉを８０から１２０ｐｐｍの範囲で含み；バランスはＺ
ｒである、Ｚｒ合金である。
重量％の範囲で；Ｍｏ、ＣｕおよびＭｎからなる群から
選択された１つの成分をそれぞれ０．１から０．３重量
％の範囲で；Ｏを６００から１４００ｐｐｍの範囲で；
Ｓｉを８０から１２０ｐｐｍの範囲で含み；バランスは
Ｚｒである、Ｚｒ合金である。 本発明の第２は、Ｎｂを
０．８から１．２重量％の範囲で；Ｆｅを０．１から
０．３重量％の範囲で；Ｍｏ、ＣｕおよびＭｎからなる
群から選択された１つの成分を０．１から０．３重量％
の範囲で；Ｏを６００から１４００ｐｐｍの範囲で；Ｓ
ｉを８０から１２０ｐｐｍの範囲で含み；バランスはＺ
ｒである、Ｚｒ合金である。
【００３９】本発明の第３は、Ｎｂを１．３から１．８
重量％の範囲で；スズ（Ｓｎ）を０．２から０．５重量
％の範囲で；Ｆｅ、Ｍｏ、ＣｕおよびＭｎからなる群か
ら選択された１つの成分を０．１から０．３重量％の範
囲で；Ｏを６００から１４００ｐｐｍの範囲で；Ｓｉを
８０から１２０ｐｐｍの範囲で含み；バランスはＺｒで
ある、Ｚｒ合金である。
重量％の範囲で；スズ（Ｓｎ）を０．２から０．５重量
％の範囲で；Ｆｅ、Ｍｏ、ＣｕおよびＭｎからなる群か
ら選択された１つの成分を０．１から０．３重量％の範
囲で；Ｏを６００から１４００ｐｐｍの範囲で；Ｓｉを
８０から１２０ｐｐｍの範囲で含み；バランスはＺｒで
ある、Ｚｒ合金である。
【００４０】本発明の第４は、Ｎｂを１．３から１．８
重量％の範囲で；Ｓｎを０．２から０．５重量％の範囲
で；Ｆｅを０．１から０．３重量％の範囲で；クロム
（Ｃｒ）、Ｍｏ、ＣｕおよびＭｎからなる群から選択さ
れた１つの成分を０．１から０．３重量％の範囲で；Ｏ
を６００から１４００ｐｐｍの範囲で；Ｓｉを８０から
１２０ｐｐｍの範囲で含み；バランスはＺｒである、Ｚ
ｒ合金である。
重量％の範囲で；Ｓｎを０．２から０．５重量％の範囲
で；Ｆｅを０．１から０．３重量％の範囲で；クロム
（Ｃｒ）、Ｍｏ、ＣｕおよびＭｎからなる群から選択さ
れた１つの成分を０．１から０．３重量％の範囲で；Ｏ
を６００から１４００ｐｐｍの範囲で；Ｓｉを８０から
１２０ｐｐｍの範囲で含み；バランスはＺｒである、Ｚ
ｒ合金である。
【００４１】本発明の第５は、Ｎｂを１．３から１．８
重量％の範囲で；Ｓｎを０．２から０．５重量％の範囲
で；Ｆｅを０．１から０．３重量％の範囲で；Ｃｒ、Ｍ
ｏ、ＣｕおよびＭｎからなる群から選択された１つの成
分を０．１から０．３重量％の範囲で；Ｏを６００から
１４００ｐｐｍの範囲で；Ｓｉを８０から１２０ｐｐｍ
の範囲で含み；バランスはＺｒである、Ｚｒ合金であ
る。 本発明の第６は、Ｎｂを０．８から１．２重量％の
範囲で；Ｓｎを０．８から１．２重量％の範囲で；Ｆｅ
を０．２から０．４重量％の範囲で；Ｍｏ、Ｃｕおよび
Ｍｎからなる群から選択された１つの成分を０．１から
０．３重量％の範囲で；Ｏを６００から１４００ｐｐｍ
の範囲で；Ｓｉを８０から１２０ｐｐｍの範囲で含み；
バランスはＺｒである、Ｚｒ合金である。
重量％の範囲で；Ｓｎを０．２から０．５重量％の範囲
で；Ｆｅを０．１から０．３重量％の範囲で；Ｃｒ、Ｍ
ｏ、ＣｕおよびＭｎからなる群から選択された１つの成
分を０．１から０．３重量％の範囲で；Ｏを６００から
１４００ｐｐｍの範囲で；Ｓｉを８０から１２０ｐｐｍ
の範囲で含み；バランスはＺｒである、Ｚｒ合金であ
る。 本発明の第６は、Ｎｂを０．８から１．２重量％の
範囲で；Ｓｎを０．８から１．２重量％の範囲で；Ｆｅ
を０．２から０．４重量％の範囲で；Ｍｏ、Ｃｕおよび
Ｍｎからなる群から選択された１つの成分を０．１から
０．３重量％の範囲で；Ｏを６００から１４００ｐｐｍ
の範囲で；Ｓｉを８０から１２０ｐｐｍの範囲で含み；
バランスはＺｒである、Ｚｒ合金である。
【００４２】
【好ましい実施例の態様】機械的強度および耐食性、特
に本発明のＮｂ含有Ｚｒ合金の耐食性は、少量のＦｅ、
Ｍｏ、Ｃｕ、Ｍｎ等を含ませることにより向上する。
に本発明のＮｂ含有Ｚｒ合金の耐食性は、少量のＦｅ、
Ｍｏ、Ｃｕ、Ｍｎ等を含ませることにより向上する。
【００４３】腐食促進および照射クリープ、特に前者
は、高燃焼度燃料クラッディングにおける主な関心事で
ある。それ故、本発明は主にＺｒ合金の耐食性の向上を
目標とする。
は、高燃焼度燃料クラッディングにおける主な関心事で
ある。それ故、本発明は主にＺｒ合金の耐食性の向上を
目標とする。
【００４４】中性子効果、製造コスト、作業性およびＺ
ｒとの合金形成特性を、合金形成成分の選択において考
慮した。また、耐食性、水素取込み、機械的特性および
クリープ行動に対する各合金形成成分の効果を、現在ま
での刊行論文に基づき詳細に評価し、他の成分の効果も
詳細に再検討した。Ｚｒ合金形成成分および各合金形成
成分の量は、上記に基づいて決定した。次いで、本発明
者は、優れた耐食性および高強度を有するＺｒ合金組成
物を構築した。特に、耐食性は、Ｆｅ、Ｍｏ、Ｃｕ、Ｍ
ｎ等を少量添加することにより向上した。
ｒとの合金形成特性を、合金形成成分の選択において考
慮した。また、耐食性、水素取込み、機械的特性および
クリープ行動に対する各合金形成成分の効果を、現在ま
での刊行論文に基づき詳細に評価し、他の成分の効果も
詳細に再検討した。Ｚｒ合金形成成分および各合金形成
成分の量は、上記に基づいて決定した。次いで、本発明
者は、優れた耐食性および高強度を有するＺｒ合金組成
物を構築した。特に、耐食性は、Ｆｅ、Ｍｏ、Ｃｕ、Ｍ
ｎ等を少量添加することにより向上した。
【００４５】本発明は、Ｎｂを０．８から１．２重量％
の範囲で；Ｆｅ、Ｍｏ、ＣｕおよびＭｎからなる群から
選択された１つ以上の成分をそれぞれ０．１から０．３
重量％の範囲で；Ｏを６００から１４００ｐｐｍの範囲
で；Ｓｉを８０から１２０ｐｐｍの範囲で含み；バラン
スはＺｒである、Ｚｒ合金を提供する。
の範囲で；Ｆｅ、Ｍｏ、ＣｕおよびＭｎからなる群から
選択された１つ以上の成分をそれぞれ０．１から０．３
重量％の範囲で；Ｏを６００から１４００ｐｐｍの範囲
で；Ｓｉを８０から１２０ｐｐｍの範囲で含み；バラン
スはＺｒである、Ｚｒ合金を提供する。
【００４６】好ましくは、Ｚｒ合金は、Ｎｂを０．８か
ら１．２重量％の範囲で；Ｆｅ、Ｍｏ、ＣｕおよびＭｎ
からなる群から選択された１つの成分を０．１から０．
３重量％の範囲で；Ｏを６００から１４００ｐｐｍの範
囲で；Ｓｉを８０から１２０ｐｐｍの範囲で含み；バラ
ンスはＺｒである。
ら１．２重量％の範囲で；Ｆｅ、Ｍｏ、ＣｕおよびＭｎ
からなる群から選択された１つの成分を０．１から０．
３重量％の範囲で；Ｏを６００から１４００ｐｐｍの範
囲で；Ｓｉを８０から１２０ｐｐｍの範囲で含み；バラ
ンスはＺｒである。
【００４７】また、Ｚｒ合金は、Ｎｂを０．８から１．
２重量％の範囲で；Ｆｅを０．１から０．３重量％の範
囲で；Ｍｏ、ＣｕおよびＭｎからなる群から選択された
１つの成分を０．１から０．３重量％の範囲で；Ｏを６
００から１４００ｐｐｍの範囲で；Ｓｉを８０から１２
０ｐｐｍの範囲で含み；バランスはＺｒである。
２重量％の範囲で；Ｆｅを０．１から０．３重量％の範
囲で；Ｍｏ、ＣｕおよびＭｎからなる群から選択された
１つの成分を０．１から０．３重量％の範囲で；Ｏを６
００から１４００ｐｐｍの範囲で；Ｓｉを８０から１２
０ｐｐｍの範囲で含み；バランスはＺｒである。
【００４８】さらにまた、本発明は、Ｎｂを１．３から
１．８重量％の範囲で；スズ（Ｓｎ）を０．２から０．
５重量％の範囲で；Ｆｅ、Ｍｏ、ＣｕおよびＭｎからな
る群から選択された１つの成分を０．１から０．３重量
％の範囲で；Ｏを６００から１４００ｐｐｍの範囲で；
Ｓｉを８０から１２０ｐｐｍの範囲で含み；バランスは
Ｚｒである、Ｚｒ合金を提供する。
１．８重量％の範囲で；スズ（Ｓｎ）を０．２から０．
５重量％の範囲で；Ｆｅ、Ｍｏ、ＣｕおよびＭｎからな
る群から選択された１つの成分を０．１から０．３重量
％の範囲で；Ｏを６００から１４００ｐｐｍの範囲で；
Ｓｉを８０から１２０ｐｐｍの範囲で含み；バランスは
Ｚｒである、Ｚｒ合金を提供する。
【００４９】好ましくは、Ｚｒ合金は、Ｎｂを１．３か
ら１．８重量％の範囲で；Ｓｎを０．２から０．５重量
％の範囲で；Ｆｅを０．１から０．３重量％の範囲で；
Ｏを６００から１４００ｐｐｍの範囲で；Ｓｉを８０か
ら１２０ｐｐｍの範囲で含み；バランスはＺｒである。
ら１．８重量％の範囲で；Ｓｎを０．２から０．５重量
％の範囲で；Ｆｅを０．１から０．３重量％の範囲で；
Ｏを６００から１４００ｐｐｍの範囲で；Ｓｉを８０か
ら１２０ｐｐｍの範囲で含み；バランスはＺｒである。
【００５０】また、Ｚｒ合金は、Ｎｂを１．３から１．
８重量％の範囲で；Ｓｎを０．２から０．５重量％の範
囲で；Ｍｏ、ＣｕおよびＭｎからなる群から選択された
１つの成分を０．１から０．３重量％の範囲で；Ｏを６
００から１４００ｐｐｍの範囲で；Ｓｉを８０から１２
０ｐｐｍの範囲で含み；バランスはＺｒである。
８重量％の範囲で；Ｓｎを０．２から０．５重量％の範
囲で；Ｍｏ、ＣｕおよびＭｎからなる群から選択された
１つの成分を０．１から０．３重量％の範囲で；Ｏを６
００から１４００ｐｐｍの範囲で；Ｓｉを８０から１２
０ｐｐｍの範囲で含み；バランスはＺｒである。
【００５１】さらに、本発明は、Ｎｂを１．３から１．
８重量％の範囲で；Ｓｎを０．２から０．５重量％の範
囲で；Ｆｅを０．１から０．３重量％の範囲で；クロム
（Ｃｒ）、Ｍｏ、ＣｕおよびＭｎからなる群から選択さ
れた１つの成分を０．１から０．３重量％の範囲で；Ｏ
を６００から１４００ｐｐｍの範囲で；Ｓｉを８０から
１２０ｐｐｍの範囲で含み；バランスはＺｒである、Ｚ
ｒ合金を提供する。
８重量％の範囲で；Ｓｎを０．２から０．５重量％の範
囲で；Ｆｅを０．１から０．３重量％の範囲で；クロム
（Ｃｒ）、Ｍｏ、ＣｕおよびＭｎからなる群から選択さ
れた１つの成分を０．１から０．３重量％の範囲で；Ｏ
を６００から１４００ｐｐｍの範囲で；Ｓｉを８０から
１２０ｐｐｍの範囲で含み；バランスはＺｒである、Ｚ
ｒ合金を提供する。
【００５２】さらに、本発明は、Ｎｂを０．３から１．
２重量％の範囲で；Ｓｎを０．４から１．２重量％の範
囲で；Ｆｅを０．１から０．５重量％の範囲で；Ｍｏ、
ＣｕおよびＭｎからなる群から選択された１つの成分を
０．１から０．３重量％の範囲で；Ｏを６００から１４
００ｐｐｍの範囲で；Ｓｉを８０から１２０ｐｐｍの範
囲で含み；バランスはＺｒである、Ｚｒ合金を提供す
る。
２重量％の範囲で；Ｓｎを０．４から１．２重量％の範
囲で；Ｆｅを０．１から０．５重量％の範囲で；Ｍｏ、
ＣｕおよびＭｎからなる群から選択された１つの成分を
０．１から０．３重量％の範囲で；Ｏを６００から１４
００ｐｐｍの範囲で；Ｓｉを８０から１２０ｐｐｍの範
囲で含み；バランスはＺｒである、Ｚｒ合金を提供す
る。
【００５３】好ましくは、Ｚｒ合金は、Ｎｂを０．６か
ら１．０重量％の範囲で；Ｓｎを０．４から０．８重量
％の範囲で；Ｆｅを０．１から０．３重量％の範囲で；
Ｍｏ、ＣｕおよびＭｎからなる群から選択された１つの
成分を０．１から０．３重量％の範囲で；Ｏを６００か
ら１４００ｐｐｍの範囲で；Ｓｉを８０から１２０ｐｐ
ｍの範囲で含み；バランスはＺｒである。
ら１．０重量％の範囲で；Ｓｎを０．４から０．８重量
％の範囲で；Ｆｅを０．１から０．３重量％の範囲で；
Ｍｏ、ＣｕおよびＭｎからなる群から選択された１つの
成分を０．１から０．３重量％の範囲で；Ｏを６００か
ら１４００ｐｐｍの範囲で；Ｓｉを８０から１２０ｐｐ
ｍの範囲で含み；バランスはＺｒである。
【００５４】また、Ｚｒ合金は、Ｎｂを０．８から１．
２重量％の範囲で；Ｓｎを０．８から１．２重量％の範
囲で；Ｆｅを０．２から０．４重量％の範囲で；Ｍｏ、
ＣｕおよびＭｎからなる群から選択された１つの成分を
０．１から０．３重量％の範囲で；Ｏを６００から１４
００ｐｐｍの範囲で；Ｓｉを８０から１２０ｐｐｍの範
囲で含み；バランスはＺｒである。
２重量％の範囲で；Ｓｎを０．８から１．２重量％の範
囲で；Ｆｅを０．２から０．４重量％の範囲で；Ｍｏ、
ＣｕおよびＭｎからなる群から選択された１つの成分を
０．１から０．３重量％の範囲で；Ｏを６００から１４
００ｐｐｍの範囲で；Ｓｉを８０から１２０ｐｐｍの範
囲で含み；バランスはＺｒである。
【００５５】さらにまた、Ｚｒ合金は、Ｎｂを０．３か
ら０．５重量％の範囲で；Ｓｎを０．６から１．０重量
％の範囲で；Ｆｅを０．２から０．５重量％の範囲で；
Ｍｏを０．１から０．３重量％の範囲で；Ｏを６００か
ら１４００ｐｐｍの範囲で；Ｓｉを８０から１２０ｐｐ
ｍの範囲で含み；バランスはＺｒである。
ら０．５重量％の範囲で；Ｓｎを０．６から１．０重量
％の範囲で；Ｆｅを０．２から０．５重量％の範囲で；
Ｍｏを０．１から０．３重量％の範囲で；Ｏを６００か
ら１４００ｐｐｍの範囲で；Ｓｉを８０から１２０ｐｐ
ｍの範囲で含み；バランスはＺｒである。
【００５６】本発明の各合金形成成分の組成物範囲の特
徴および臨界は、下記に詳述する。
徴および臨界は、下記に詳述する。
【００５７】（１）ニオブ（Ｎｂ）
Ｎｂは、Ｚｒのβ型を安定化させることが知られてい
る。材料の耐食性および作業性は、０．５重量％以下の
Ｎｂを添加した場合に向上すると言われている。しか
し、また、Ｚｒ合金は、１．０重量％のＮｂを添加した
場合に優れた耐食性を示すとも言われている。また、Ｎ
ｂは、水素取込みおよび強度を向上させることが知られ
ている。高濃度のＮｂを含む合金は熱処理条件に敏感で
あり、本発明においては１．８重量％以下のＮｂを添加
する。
る。材料の耐食性および作業性は、０．５重量％以下の
Ｎｂを添加した場合に向上すると言われている。しか
し、また、Ｚｒ合金は、１．０重量％のＮｂを添加した
場合に優れた耐食性を示すとも言われている。また、Ｎ
ｂは、水素取込みおよび強度を向上させることが知られ
ている。高濃度のＮｂを含む合金は熱処理条件に敏感で
あり、本発明においては１．８重量％以下のＮｂを添加
する。
【００５８】（２）スズ（Ｓｎ）
Ｓｎは、Ｚｒのα型を安定化し、Ｚｒ合金の強度を高め
る。少量のＳｎでは、所望の強度およびクリープ耐性は
得られない。逆に、耐食性を考慮すると、Ｓｎの量は減
らすことが望ましい。本発明者は、強度および耐食性の
両方を考慮してＳｎ量を決定した。特に、耐食性を向上
させるためにＳｎ量を減らし、一方、強度を維持するた
めにＳｎの代わりに他の合金形成成分と交換して添加す
る必要がある。本発明のＳｎ量は、Ｎｂ量により調節
し、本発明においては１．２重量％以下のＳｎを添加す
る。
る。少量のＳｎでは、所望の強度およびクリープ耐性は
得られない。逆に、耐食性を考慮すると、Ｓｎの量は減
らすことが望ましい。本発明者は、強度および耐食性の
両方を考慮してＳｎ量を決定した。特に、耐食性を向上
させるためにＳｎ量を減らし、一方、強度を維持するた
めにＳｎの代わりに他の合金形成成分と交換して添加す
る必要がある。本発明のＳｎ量は、Ｎｂ量により調節
し、本発明においては１．２重量％以下のＳｎを添加す
る。
【００５９】（３）鉄（Ｆｅ）
Ｆｅは、耐食性を高めることが知れらており、Ｆｅは、
０．１から０．６重量％の範囲で添加される場合、典型
的に耐食性を向上させると言われている。また、Ｆｅ
は、機械的特性および水素取込みに対して効果を及ぼす
ことが知られている。それ故、Ｆｅ量は、本発明におい
て０．１から０．５重量％に制限される。
０．１から０．６重量％の範囲で添加される場合、典型
的に耐食性を向上させると言われている。また、Ｆｅ
は、機械的特性および水素取込みに対して効果を及ぼす
ことが知られている。それ故、Ｆｅ量は、本発明におい
て０．１から０．５重量％に制限される。
【００６０】（４）クロム（Ｃｒ）
Ｃｒは、Ｆｅと同様、耐食性を高めることが知られてお
り、好ましいＣｒの量は、本発明において０．１から
０．３重量％に制限される。
り、好ましいＣｒの量は、本発明において０．１から
０．３重量％に制限される。
【００６１】（５）モリブデン（Ｍｏ）
Ｍｏは、耐食性および強度を向上させることが知られて
いる。０．０５重量％以下のＭｏは、耐食性に影響を及
ぼすが、０．５重量％以上のＭｏは、強度に影響を及ぼ
す。それ故、Ｍｏは、好ましくは、０．１から０．３重
量％の範囲で添加する。
いる。０．０５重量％以下のＭｏは、耐食性に影響を及
ぼすが、０．５重量％以上のＭｏは、強度に影響を及ぼ
す。それ故、Ｍｏは、好ましくは、０．１から０．３重
量％の範囲で添加する。
【００６２】（６）銅（Ｃｕ）およびマンガン（Ｍｎ）
ＣｕおよびＭｎは、特に少量で添加した場合、耐食性を
向上させることが知られている。それ故、ＣｕおよびＭ
ｎ量は、それぞれ、０．１から０．３重量％の範囲に制
限される。
向上させることが知られている。それ故、ＣｕおよびＭ
ｎ量は、それぞれ、０．１から０．３重量％の範囲に制
限される。
【００６３】（７）酸素（Ｏ）
Ｏは、固溶体硬化により合金の機械的強度を向上させ
る。しかし、Ｏを大量に添加した場合、作業性は低下す
る。それ故、Ｏは、典型的には、６００から１４００ｐ
ｐｍの範囲で添加する。
る。しかし、Ｏを大量に添加した場合、作業性は低下す
る。それ故、Ｏは、典型的には、６００から１４００ｐ
ｐｍの範囲で添加する。
【００６４】（８）シリコン（Ｓｉ）
水素取込みを減少させ、腐食率の遷移時間を遅延させる
ために、Ｓｉを８０から１２０ｐｐｍの範囲で添加す
る。
ために、Ｓｉを８０から１２０ｐｐｍの範囲で添加す
る。
【００６５】本発明のＮｂ含有Ｚｒ合金は、優れた耐食
性を有する。それ故、本発明のＺｒ合金は、原子力プラ
ントの原子炉心における、燃料棒クラッディング、スペ
ーサーグリッドおよび他の構造成分のための材料として
利用できる。および、本発明のＺｒ合金を使用すること
により、高燃焼度および伸張サイクルにおける、上記の
構造成分の材料用の核燃料棒の完全性を達成することが
できる。
性を有する。それ故、本発明のＺｒ合金は、原子力プラ
ントの原子炉心における、燃料棒クラッディング、スペ
ーサーグリッドおよび他の構造成分のための材料として
利用できる。および、本発明のＺｒ合金を使用すること
により、高燃焼度および伸張サイクルにおける、上記の
構造成分の材料用の核燃料棒の完全性を達成することが
できる。
【００６６】本発明は、以下の実施例に照らしてより解
明され得、これは説明するためのものであり、本発明を
限定するものではない。 ＜実施例１から２２＞Ｚｒ合金１から２２の製造 以下の表１の組成物を有するＺｒ合金を製造した。以下
の表１は、化学的分析により決定した本発明におけるＺ
ｒ合金の化学的組成物を列挙する。
明され得、これは説明するためのものであり、本発明を
限定するものではない。 ＜実施例１から２２＞Ｚｒ合金１から２２の製造 以下の表１の組成物を有するＺｒ合金を製造した。以下
の表１は、化学的分析により決定した本発明におけるＺ
ｒ合金の化学的組成物を列挙する。
【００６７】
【表１】
【００６８】製造プロセスを以下に記載する。
【００６９】（１）インゴットの製造
インゴットは、表１で示した合金組成物を、真空アーク
再融解（ＶＡＲ）法を使用して、４００ｇの金属粒に融
解することにより製造した。このプロセスを５回繰り返
し、不純物の偏析および合金形成成分の不均一な分散を
防いだ。
再融解（ＶＡＲ）法を使用して、４００ｇの金属粒に融
解することにより製造した。このプロセスを５回繰り返
し、不純物の偏析および合金形成成分の不均一な分散を
防いだ。
【００７０】融解プロセスは、直径７０ｍｍの水冷銅炉
中、約２×１０−１トール、電流１，０００Ａおよび冷
水圧１ｋｇｆ／ｃｍ２の条件において実施した。チャン
バー圧を１×１０−５トールまで下げ、チャンバーをア
ルゴンガスで満たし、融解プロセス中の合金の酸化を防
いだ。合金を融解した後、チャンバー圧を１×１０− ４
トールに維持し、チャンバーをアルゴンガスを流すこと
により冷却し、冷却プロセス中にサンプル表面が酸化す
るのを防いだ。
中、約２×１０−１トール、電流１，０００Ａおよび冷
水圧１ｋｇｆ／ｃｍ２の条件において実施した。チャン
バー圧を１×１０−５トールまで下げ、チャンバーをア
ルゴンガスで満たし、融解プロセス中の合金の酸化を防
いだ。合金を融解した後、チャンバー圧を１×１０− ４
トールに維持し、チャンバーをアルゴンガスを流すこと
により冷却し、冷却プロセス中にサンプル表面が酸化す
るのを防いだ。
【００７１】（２）β−熱処理
β−熱処理は、合金組成物を均一化するために、β−領
域でインゴットを溶液処理することにより実施した。サ
ンプルを、厚さ１ｍｍのステンレス鋼でクラッディング
し、１０５０℃で２０分間加熱し、次いで、水中で冷却
してサンプルの酸化を防いだ。その後、サンプルを８０
℃で２４時間十分に乾燥させ、クラッディング中の残余
水を除去した。
域でインゴットを溶液処理することにより実施した。サ
ンプルを、厚さ１ｍｍのステンレス鋼でクラッディング
し、１０５０℃で２０分間加熱し、次いで、水中で冷却
してサンプルの酸化を防いだ。その後、サンプルを８０
℃で２４時間十分に乾燥させ、クラッディング中の残余
水を除去した。
【００７２】（３）熱圧延および熱処理
熱圧延は、１００トンサイズの圧延機を使用することに
より実施した。サンプルを６５０℃で２０分間予備加熱
した後、１回の通過でその厚さを７０％圧延した。熱圧
延後、クラッディングを除去し、酸化層（これはβ−処
理または熱圧延において形成された）を酸洗い溶液（Ｈ
Ｆ：濃ＨＮＯ３：Ｈ２Ｏ＝５：４５：５０（ｖ／ｖ／
ｖ）で除去した。また、酸洗い後に一部残余した酸化物
は、電気ワイヤーブラシを使用することにより機械的に
完全に除去した。
より実施した。サンプルを６５０℃で２０分間予備加熱
した後、１回の通過でその厚さを７０％圧延した。熱圧
延後、クラッディングを除去し、酸化層（これはβ−処
理または熱圧延において形成された）を酸洗い溶液（Ｈ
Ｆ：濃ＨＮＯ３：Ｈ２Ｏ＝５：４５：５０（ｖ／ｖ／
ｖ）で除去した。また、酸洗い後に一部残余した酸化物
は、電気ワイヤーブラシを使用することにより機械的に
完全に除去した。
【００７３】（４）冷圧延および熱処理
サンプルを５９０℃で３０分間アニールして、熱圧延後
の残余ひずみを除去し、冷作業中に生じ得るサンプルの
破損を防いだ。サンプルを、最初に、冷圧延して、７０
トンサイズの圧延機の使用により１回の通過で約０．５
ｍｍ厚さを減少させた（厚さ５０％減少）。最初の冷圧
延後、サンプルを再結晶のために５８０℃でアニールし
た。冷圧延プロセスは２回実施し、それぞれ厚さが４５
％および５０％減少した。サンプルの最終熱処理は、４
７０℃で３時間実施し、応力を緩和した。
の残余ひずみを除去し、冷作業中に生じ得るサンプルの
破損を防いだ。サンプルを、最初に、冷圧延して、７０
トンサイズの圧延機の使用により１回の通過で約０．５
ｍｍ厚さを減少させた（厚さ５０％減少）。最初の冷圧
延後、サンプルを再結晶のために５８０℃でアニールし
た。冷圧延プロセスは２回実施し、それぞれ厚さが４５
％および５０％減少した。サンプルの最終熱処理は、４
７０℃で３時間実施し、応力を緩和した。
【００７４】＜実験的実施例＞腐食試験
１５×２５×０．７ｍｍの試料を、Ｚｒ合金シートを用
いて製造し、８００グリッドに研磨し、溶液（ＨＦ：濃
ＨＮＯ３：Ｈ２Ｏ＝５：４５：５０（ｖ／ｖ／ｖ）で酸
洗いした。
いて製造し、８００グリッドに研磨し、溶液（ＨＦ：濃
ＨＮＯ３：Ｈ２Ｏ＝５：４５：５０（ｖ／ｖ／ｖ）で酸
洗いした。
【００７５】腐食試験は、３６０℃の水（１８９．９Ｍ
ｐａ）、３６０℃の７０ｐｐｍのＬｉＯＨ水溶液および
４００℃の蒸気（１０．３ＭＰａ）の雰囲気のオートク
レーブ中で１００から２５０日間実施した。腐食率は、
腐食した試料の重量増の測定により定量的に判断した。
核クラッディングに使用されてきた慣用的なジルカロイ
−４を比較として使用した。腐食試験の結果は下記の表
２に示す。
ｐａ）、３６０℃の７０ｐｐｍのＬｉＯＨ水溶液および
４００℃の蒸気（１０．３ＭＰａ）の雰囲気のオートク
レーブ中で１００から２５０日間実施した。腐食率は、
腐食した試料の重量増の測定により定量的に判断した。
核クラッディングに使用されてきた慣用的なジルカロイ
−４を比較として使用した。腐食試験の結果は下記の表
２に示す。
【００７６】
【表２】
【００７７】表２に示されるように、本発明のＺｒ合金
は、以前から存在するジルカロイ−４よりも良好な耐食
性を示した。１００日目、１２０日目および２５０日目
における３６０℃の水の雰囲気のオートクレーブ中にお
ける腐食したジルカロイ−４の重量増は、それぞれ、５
０、７４、９４ｍｇ／ｄｍ２であった。一方、本発明の
腐食したＺｒ合金の重量増は、ジルカロイ−４よりも小
さかった。本発明のＺｒ合金は、水の雰囲気に加えて、
ＬｉＯＨ水溶液および蒸気の雰囲気においても優れた耐
食性を示した。特に、ジルカロイ−４と本発明のＺｒ合
金の重量増の差は、試験時間が経つにつれて増加した。
すなわち、本発明のＺｒ合金の耐食性は、以前から存在
しているジルカロイ−４と比較してより長い時間保たれ
た。
は、以前から存在するジルカロイ−４よりも良好な耐食
性を示した。１００日目、１２０日目および２５０日目
における３６０℃の水の雰囲気のオートクレーブ中にお
ける腐食したジルカロイ−４の重量増は、それぞれ、５
０、７４、９４ｍｇ／ｄｍ２であった。一方、本発明の
腐食したＺｒ合金の重量増は、ジルカロイ−４よりも小
さかった。本発明のＺｒ合金は、水の雰囲気に加えて、
ＬｉＯＨ水溶液および蒸気の雰囲気においても優れた耐
食性を示した。特に、ジルカロイ−４と本発明のＺｒ合
金の重量増の差は、試験時間が経つにつれて増加した。
すなわち、本発明のＺｒ合金の耐食性は、以前から存在
しているジルカロイ−４と比較してより長い時間保たれ
た。
【００７８】本発明は、例示的に記載され、使用した用
語は、限定ではなくむしろ説明のためと理解される。本
発明の多くの修飾および変更が上記の教義に照らして可
能である。それ故、添付の請求の範囲の範囲内で、本発
明は、特記したものとは別の方法でも実施し得る。
語は、限定ではなくむしろ説明のためと理解される。本
発明の多くの修飾および変更が上記の教義に照らして可
能である。それ故、添付の請求の範囲の範囲内で、本発
明は、特記したものとは別の方法でも実施し得る。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 ジョン ヤン ホァン
大韓民国 テジョン−シ 305−333 ユ
ソン−ク オーエウン−ドン ハンビッ
ト アパート ＃103−502
(72)発明者 バエク ジョン ヒュク
大韓民国 テジョン−シ 305−345 ユ
ソン−ク シンサン−ドン ハンウール
アパート ＃105−1801
(72)発明者 チョイ ビョン クォン
大韓民国 テジョン−シ 302−223 ス
ー−ク タンバン−ドン ハンガラム
アパート ＃10−1304
(72)発明者 キム ケオン ホ
大韓民国 テジョン−シ 305−333 ユ
ソン−ク オーエウン−ドン ハンビッ
ト アパート ＃128−404
(72)発明者 リ ミュン ホ
大韓民国 テジョン−シ 305−350 ユ
ソン−ク カジェオン−ドン キット
アパート ＃13−404
(72)発明者 パク サン ユン
大韓民国 テジョン−シ 305−345 ユ
ソン−ク シンサン−ドン ハンウール
アパート ＃111−1601
(72)発明者 ナン チェオル
大韓民国 テジョン−シ 305−503 ユ
ソン−ク ソンガン−ドン チュンソン
アパート ＃511−405
(72)発明者 ジュン ヨン ホ
大韓民国 テジョン−シ 305−333 ユ
ソン−ク オーエウン−ドン ハンビッ
ト アパート ＃118−602
(56)参考文献 特開 平２−213437（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−68884（ＪＰ，Ａ)
特開 昭63−290233（ＪＰ，Ａ)
特開 平９−111379（ＪＰ，Ａ)
特開 平11−286736（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
C22C 16/00
G21C 3/07
Claims (8)
- 【請求項１】 ニオブ（Ｎｂ）を０．８−１．２重量％
の範囲で；モリブデン （Ｍｏ）、銅（Ｃｕ）およびマンガン（Ｍ
ｎ）からなる群から選択された１つの成分をそれぞれ
０．１から０．３重量％の範囲で； 酸素（Ｏ）を６００から１４００ｐｐｍの範囲で； シリコン（Ｓｉ）を８０から１２０ｐｐｍの範囲で含
み； 残部がＺｒである、合金組成物からなることを特徴とす
るジルコニウム（Ｚｒ）合金。 - 【請求項２】 Ｎｂを０．８から１．２重量％の範囲
で； Ｆｅを０．１から０．３重量％の範囲で； Ｍｏ、ＣｕおよびＭｎからなる群から選択された１つの
成分を０．１から０．３重量％の範囲で； Ｏを６００から１４００ｐｐｍの範囲で； Ｓｉを８０から１２０ｐｐｍの範囲で含み； 残部がＺｒである、合金組成物からなることを特徴とす
るジルコニウム合金。 - 【請求項３】 Ｎｂを１．３から１．８重量％の範囲
で； スズ（Ｓｎ）を０．２から０．５重量％の範囲で； Ｆｅ、Ｍｏ、ＣｕおよびＭｎからなる群から選択された
１つの成分を０．１から０．３重量％の範囲で； Ｏを６００から１４００ｐｐｍの範囲で； Ｓｉを８０から１２０ｐｐｍの範囲で含み； 残部がＺｒである、合金組成物からなることを特徴をす
るジルコニウム合金。 - 【請求項４】 合金組成物が、Ｎｂを１．３から１．８
重量％の範囲で； Ｓｎを０．２から０．５重量％の範囲で； Ｆｅを０．１から０．３重量％の範囲で； Ｏを６００から１４００ｐｐｍの範囲で； Ｓｉを８０から１２０ｐｐｍの範囲で； 含むことを特徴とする、請求項３に記載のジルコニウム
合金 。 - 【請求項５】 合金組成物が、Ｎｂを１．３から１．８
重量％の範囲で； Ｓｎを０．２から０．５重量％の範囲で； Ｍｏ、ＣｕおよびＭｎからなる群から選択された１つの
成分を０．１から０．３重量％の範囲で； Ｏを６００から１４００ｐｐｍの範囲で； Ｓｉを８０から１２０ｐｐｍの範囲で； 含むことを特徴とする、請求項３に記載のジルコニウム
合金。 - 【請求項６】 Ｎｂを１．３から１．８重量％の範囲
で； Ｓｎを０．２から０．５重量％の範囲で； Ｆｅを０．１から０．３重量％の範囲で； クロム（Ｃｒ）、Ｍｏ、ＣｕおよびＭｎからなる群から
選択された１つの成分を０．１から０．３重量％の範囲
で； Ｏを６００から１４００ｐｐｍの範囲で； Ｓｉを８０から１２０ｐｐｍの範囲で含み； 残部がＺｒである、合金組成物からなることを特徴とす
るジルコニウム合金。 - 【請求項７】 Ｎｂを０．６から１．０重量％の範囲
で；Ｓｎを０．４から０．８重量％の範囲で； Ｆｅを０．１から０．３重量％の範囲で； Ｍｏ、ＣｕおよびＭｎからなる群から選択された１つの
成分を０．１から０．３重量％の範囲で； Ｏを６００から１４００ｐｐｍの範囲で； Ｓｉを８０から１２０ｐｐｍの範囲で含み； 残部がＺｒである合金組成物からなることを特徴とする
ジルコニウム合 金。 - 【請求項８】 Ｎｂを０．８から１．２重量％の範囲
で； Ｓｎを０．８から１．２重量％の範囲で； Ｆｅを０．２から０．４重量％の範囲で； Ｍｏ、ＣｕおよびＭｎからなる群から選択された１つの
成分を０．１から０．３重量％の範囲で； Ｏを６００から１４００ｐｐｍの範囲で； Ｓｉを８０から１２０ｐｐｍの範囲で含み； 残部がＺｒである合金組成物からなることをことを特徴
とするジルコニウム合金。
Applications Claiming Priority (2)
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