JPH059688A - 加工性に優れたＺｒ合金圧延材の製造方法 - Google Patents
加工性に優れたＺｒ合金圧延材の製造方法Info
- Publication number
- JPH059688A JPH059688A JP19263791A JP19263791A JPH059688A JP H059688 A JPH059688 A JP H059688A JP 19263791 A JP19263791 A JP 19263791A JP 19263791 A JP19263791 A JP 19263791A JP H059688 A JPH059688 A JP H059688A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 原子炉における圧力管，燃料被覆管及びチャ
ネルボックス等の炉心部材，又は再処理プラントの構造
部材等として好適なＺｒ合金圧延材であって、耐食性及
び機械的性質に優れると共に、加工性に優れたＺｒ合金
圧延材の製造方法を提供する。 【構成】 α＋β型Ｚｒ合金鋳塊を1000℃以上1100℃以
下に加熱した後、920 ℃以上で分塊圧延または分塊鍛造
を行い600 ℃以下に冷却し、再度700 ℃以上900℃以下
に加熱して鍛錬比1.3 以上の熱間圧延を行い、更に920
℃以上1050℃以下の温度に加熱する。
ネルボックス等の炉心部材，又は再処理プラントの構造
部材等として好適なＺｒ合金圧延材であって、耐食性及
び機械的性質に優れると共に、加工性に優れたＺｒ合金
圧延材の製造方法を提供する。 【構成】 α＋β型Ｚｒ合金鋳塊を1000℃以上1100℃以
下に加熱した後、920 ℃以上で分塊圧延または分塊鍛造
を行い600 ℃以下に冷却し、再度700 ℃以上900℃以下
に加熱して鍛錬比1.3 以上の熱間圧延を行い、更に920
℃以上1050℃以下の温度に加熱する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、加工性に優れたＺｒ合
金圧延材の製造方法に関し詳細には原子炉における圧力
管，燃料被覆管及びチャネルボックス等の炉心部材，又
は再処理プラントの構造部材等として好適なＺｒ合金圧
延材の製造方法に関するものである。
金圧延材の製造方法に関し詳細には原子炉における圧力
管，燃料被覆管及びチャネルボックス等の炉心部材，又
は再処理プラントの構造部材等として好適なＺｒ合金圧
延材の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ジルカロイ−２，ジルカロイ−４等に代
表されるＺｒ合金は、中性子吸収断面積が小さいといっ
た特性を有しており、しかも耐食性に優れ、良好な機械
的性質を有していることから軽水冷却原子炉や重水型原
子炉の炉心部材として用いられている。
表されるＺｒ合金は、中性子吸収断面積が小さいといっ
た特性を有しており、しかも耐食性に優れ、良好な機械
的性質を有していることから軽水冷却原子炉や重水型原
子炉の炉心部材として用いられている。
【０００３】ところで近年原子力発電においても、経済
性の向上が課題のひとつとなっており、原子燃料の燃焼
効率を高くしたり、使用期間を延長させる等、燃料の使
用条件は厳しくなる傾向にある。
性の向上が課題のひとつとなっており、原子燃料の燃焼
効率を高くしたり、使用期間を延長させる等、燃料の使
用条件は厳しくなる傾向にある。
【０００４】そこで耐食性及び機械的性質をさらに向上
させることを目的として、Ｎｂ等のβ相安定化元素をＺ
ｒに含有させたＺｒ−1.0 ％Ｎｂ合金やＺｒ−2.5 ％Ｎ
ｂ合金が開発され，高性能炉心材料として用いられてい
る。
させることを目的として、Ｎｂ等のβ相安定化元素をＺ
ｒに含有させたＺｒ−1.0 ％Ｎｂ合金やＺｒ−2.5 ％Ｎ
ｂ合金が開発され，高性能炉心材料として用いられてい
る。
【０００５】例えば上記Ｚｒ−2.5 ％Ｎｂ合金を用いた
重水炉圧力管を製造するにあたっては、図１に示すよう
に鋳塊のブレークダウンを目的とした熱間加工を施した
後、ミクロ組織を均一とするための熱処理が行われてい
るが、ここでは被加工物の変形抵抗が小さい1000℃以上
のβ領域温度であって、且つ表面の酸化を抑制できる限
度の温度領域が採用されている。
重水炉圧力管を製造するにあたっては、図１に示すよう
に鋳塊のブレークダウンを目的とした熱間加工を施した
後、ミクロ組織を均一とするための熱処理が行われてい
るが、ここでは被加工物の変形抵抗が小さい1000℃以上
のβ領域温度であって、且つ表面の酸化を抑制できる限
度の温度領域が採用されている。
【０００６】この様にして製造されたＺｒ−2.5 ％Ｎｂ
合金は、機械的強度が向上する一方でノジュラー腐食等
の局部腐食が発生することもないと考えられている。確
かにＮｂ等のβ相安定化元素を含有させたＺｒ合金は、
耐食性及び機械的強度の向上には寄与する。しかしなが
ら熱間加工を1000℃以上のβ領域温度で行っているの
で、蓄積された結晶の歪が解放され、結晶粒の微細化を
達成することはできなかった。
合金は、機械的強度が向上する一方でノジュラー腐食等
の局部腐食が発生することもないと考えられている。確
かにＮｂ等のβ相安定化元素を含有させたＺｒ合金は、
耐食性及び機械的強度の向上には寄与する。しかしなが
ら熱間加工を1000℃以上のβ領域温度で行っているの
で、蓄積された結晶の歪が解放され、結晶粒の微細化を
達成することはできなかった。
【０００７】前記圧力管等の用途に対しては、高耐食性
及び高強度であるという特性だけでは不十分であり、最
終製品にするための製造段階において、必須の冷間加工
工程における加工性が良好であることが不可欠とされて
おり、加工性の改善を目的として結晶粒を微細化する技
術が要望されている。
及び高強度であるという特性だけでは不十分であり、最
終製品にするための製造段階において、必須の冷間加工
工程における加工性が良好であることが不可欠とされて
おり、加工性の改善を目的として結晶粒を微細化する技
術が要望されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記事情に着
目してなされたものであって、耐食性及び機械的性質に
優れると共に、加工性に優れたＺｒ合金圧延材の製造方
法を提供しようとするものである。
目してなされたものであって、耐食性及び機械的性質に
優れると共に、加工性に優れたＺｒ合金圧延材の製造方
法を提供しようとするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成した本発
明とは、α＋β型Ｚｒ合金鋳塊を1000℃以上1100℃以下
に加熱した後、920 ℃以上のβ域温度で分塊圧延または
分塊鍛造を行い600 ℃以下に冷却し、再度700 ℃以上90
0 ℃以下に加熱してα＋β域温度で鍛錬比1.3以上の熱
間圧延を行い、更に920 ℃以上1050℃以下の温度に加熱
することを要旨とするものである。
明とは、α＋β型Ｚｒ合金鋳塊を1000℃以上1100℃以下
に加熱した後、920 ℃以上のβ域温度で分塊圧延または
分塊鍛造を行い600 ℃以下に冷却し、再度700 ℃以上90
0 ℃以下に加熱してα＋β域温度で鍛錬比1.3以上の熱
間圧延を行い、更に920 ℃以上1050℃以下の温度に加熱
することを要旨とするものである。
【００１０】
【作用】本発明者らは従来の製造方法により得られたＺ
ｒ合金の加工性が不十分であることに鑑み、α＋β型Ｚ
ｒ合金の熱間加工について鋭意研究を行った結果、分塊
加工材の熱間加工時の加熱温度，鍛錬比及び熱間加工後
のβ熱処理温度等の製造条件を制御して、Ｚｒ合金の結
晶粒を微細化できれば加工性が向上することを見い出
し、上記製造条件の組み合せを特定することによって本
発明を完成させた。本発明に係る製造条件の限定理由を
以下に詳述する。
ｒ合金の加工性が不十分であることに鑑み、α＋β型Ｚ
ｒ合金の熱間加工について鋭意研究を行った結果、分塊
加工材の熱間加工時の加熱温度，鍛錬比及び熱間加工後
のβ熱処理温度等の製造条件を制御して、Ｚｒ合金の結
晶粒を微細化できれば加工性が向上することを見い出
し、上記製造条件の組み合せを特定することによって本
発明を完成させた。本発明に係る製造条件の限定理由を
以下に詳述する。
【００１１】熱間圧延温度は700 ℃以上900 ℃以下とす
る。700 ℃未満では変形抵抗の増大及び加工性の低下に
より鋳塊に割れ等の欠陥が発生し、一方900 ℃を超える
温度ではα相がすべてβ相に変態してしまい、結晶粒の
微細化に必要な加工による歪を蓄積することができな
い。
る。700 ℃未満では変形抵抗の増大及び加工性の低下に
より鋳塊に割れ等の欠陥が発生し、一方900 ℃を超える
温度ではα相がすべてβ相に変態してしまい、結晶粒の
微細化に必要な加工による歪を蓄積することができな
い。
【００１２】加工率は鍛錬比で1.3 以上とする。鍛錬比
1.3 未満の加工率の熱間加工ではα＋β領域の温度にお
いて熱間加工を行っても、結晶粒を微細化するのに必要
な加工歪を蓄積することはできない。
1.3 未満の加工率の熱間加工ではα＋β領域の温度にお
いて熱間加工を行っても、結晶粒を微細化するのに必要
な加工歪を蓄積することはできない。
【００１３】さらに熱間加工のままでは、十分な再結晶
が起こらないため結晶粒は熱間加工を行う前と同じであ
り、熱間加工後にβ相領域である920 ℃以上1050℃以下
の温度で加熱することが不可欠である。但し920 ℃未満
のα＋β領域温度では再結晶が起こらないため結晶粒を
微細化できず、一方1050℃を超える温度では再結晶した
結晶粒が粗大化してしまう。
が起こらないため結晶粒は熱間加工を行う前と同じであ
り、熱間加工後にβ相領域である920 ℃以上1050℃以下
の温度で加熱することが不可欠である。但し920 ℃未満
のα＋β領域温度では再結晶が起こらないため結晶粒を
微細化できず、一方1050℃を超える温度では再結晶した
結晶粒が粗大化してしまう。
【００１４】尚α＋β型Ｚｒ合金鋳塊を1000℃以上1100
℃以下に加熱した後、920 ℃以上のβ域で分塊圧延或は
分塊鍛造を施すのは、加工性の良くない鋳造組織を比較
的加工性の良好なβ域において加工を施し、組織の微細
化を図るためである。
℃以下に加熱した後、920 ℃以上のβ域で分塊圧延或は
分塊鍛造を施すのは、加工性の良くない鋳造組織を比較
的加工性の良好なβ域において加工を施し、組織の微細
化を図るためである。
【００１５】
【実施例】図１に示す製造工程に従って、アーク溶解法
により直径100mm，長さ200mm のＺｒ−2.5 ％Ｎｂ合金
鋳塊を作成した。得られた鋳塊を1050℃で３時間加熱し
た後、950 ℃で分塊圧延し20mm厚の板材とした。この板
材を表１に示す様に1.1 から２の鍛造比で、670 ℃以上
950 ℃以下の温度で熱間圧延した。次いで900 ℃以上11
00℃以下の温度に加熱して試験片を得た。
により直径100mm，長さ200mm のＺｒ−2.5 ％Ｎｂ合金
鋳塊を作成した。得られた鋳塊を1050℃で３時間加熱し
た後、950 ℃で分塊圧延し20mm厚の板材とした。この板
材を表１に示す様に1.1 から２の鍛造比で、670 ℃以上
950 ℃以下の温度で熱間圧延した。次いで900 ℃以上11
00℃以下の温度に加熱して試験片を得た。
【００１６】上記試験片について結晶粒の微細化の程度
を下記の様に５段階に分けて評価した。即ち結晶粒の平
均粒径が５mm以上のものをレベル５，粒径３〜５mmをレ
ベル４，粒径３〜１mmをレベル３，粒径0.5〜１mmをレ
ベル２，粒径0.5 mm以下の細粒化が最も進んだものをレ
ベル１とした。結果は表１に併記する。
を下記の様に５段階に分けて評価した。即ち結晶粒の平
均粒径が５mm以上のものをレベル５，粒径３〜５mmをレ
ベル４，粒径３〜１mmをレベル３，粒径0.5〜１mmをレ
ベル２，粒径0.5 mm以下の細粒化が最も進んだものをレ
ベル１とした。結果は表１に併記する。
【００１７】更に上記試験片を室温で圧延し、80％の加
工率で圧延した時点における割れの発生の有無により加
工性を評価した。結果は表１に併記する。
工率で圧延した時点における割れの発生の有無により加
工性を評価した。結果は表１に併記する。
【００１８】
【表１】
【００１９】Ｎｏ. １〜７は本発明に係る製造条件を満
足している実施例であり、いずれも結晶粒のレベルが１
と微細化されており、加工性に優れている。
足している実施例であり、いずれも結晶粒のレベルが１
と微細化されており、加工性に優れている。
【００２０】これに対してＮｏ. ８〜１２は本発明に係
る製造条件の１つ以上を満足していない場合の比較例で
あり、いずれも割れが発生しており加工性が悪い。
る製造条件の１つ以上を満足していない場合の比較例で
あり、いずれも割れが発生しており加工性が悪い。
【００２１】Ｎｏ. ８は熱間加工温度が低過ぎ、Ｎｏ.
９は熱間加工温度が高過ぎる場合の比較例である。Ｎ
ｏ．１０，１１は鍛錬比が小さ過ぎる場合の比較例であ
り、Ｎｏ．１２は熱処理温度が低過ぎる場合の比較例で
ある。
９は熱間加工温度が高過ぎる場合の比較例である。Ｎ
ｏ．１０，１１は鍛錬比が小さ過ぎる場合の比較例であ
り、Ｎｏ．１２は熱処理温度が低過ぎる場合の比較例で
ある。
【００２２】
【発明の効果】本発明は以上の様に構成されているの
で、耐食性及び機械的性質に優れると共に、加工性に優
れたＺr 合金圧延材の製造方法が提供できることとなっ
た。
で、耐食性及び機械的性質に優れると共に、加工性に優
れたＺr 合金圧延材の製造方法が提供できることとなっ
た。
【図１】本発明の製造方法を示す製造工程説明図であ
る。
る。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】 α＋β型Ｚｒ合金鋳塊を1000℃以上1100
℃以下に加熱した後、920 ℃以上で分塊圧延または分塊
鍛造を行い600 ℃以下に冷却し、再度700 ℃以上900 ℃
以下に加熱して鍛錬比1.3 以上の熱間圧延を行い、更に
920 ℃以上1050℃以下の温度に加熱することを特徴とす
る加工性に優れたＺｒ合金圧延材の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19263791A JPH059688A (ja) | 1991-07-06 | 1991-07-06 | 加工性に優れたＺｒ合金圧延材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19263791A JPH059688A (ja) | 1991-07-06 | 1991-07-06 | 加工性に優れたＺｒ合金圧延材の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH059688A true JPH059688A (ja) | 1993-01-19 |
Family
ID=16294568
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19263791A Withdrawn JPH059688A (ja) | 1991-07-06 | 1991-07-06 | 加工性に優れたＺｒ合金圧延材の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH059688A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2849865A1 (fr) * | 2003-01-13 | 2004-07-16 | Cezus Co Europ Zirconium | Procede de fabrication d'un demi-produit en alliage de zirconium pour l'elaboration d'un produit plat et utilisation |
| JP2006517258A (ja) * | 2003-01-08 | 2006-07-20 | ウェスティングハウス エレクトリック スウェーデン アーベー | 軽水炉に関する方法、使用法、及び装置 |
-
1991
- 1991-07-06 JP JP19263791A patent/JPH059688A/ja not_active Withdrawn
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006517258A (ja) * | 2003-01-08 | 2006-07-20 | ウェスティングハウス エレクトリック スウェーデン アーベー | 軽水炉に関する方法、使用法、及び装置 |
| JP4776529B2 (ja) * | 2003-01-08 | 2011-09-21 | ウェスティングハウス エレクトリック スウェーデン アーベー | 軽水炉に関する方法、及び使用法 |
| US8257518B2 (en) | 2003-01-08 | 2012-09-04 | Westinghouse Electric Sweden Ab | Method, use and device relating to nuclear light water reactors |
| FR2849865A1 (fr) * | 2003-01-13 | 2004-07-16 | Cezus Co Europ Zirconium | Procede de fabrication d'un demi-produit en alliage de zirconium pour l'elaboration d'un produit plat et utilisation |
| WO2004072318A1 (fr) * | 2003-01-13 | 2004-08-26 | Compagnie Europeenne Du Zirconium-Cezus | Procede de fabrication d’un demi-produit en alliage de zirconium pour l’elaboration d’un produit plat et utilisation |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19981008 |