JPH06158204A - ジルロ合金及びその製法 - Google Patents
ジルロ合金及びその製法Info
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- JPH06158204A JPH06158204A JP5067353A JP6735393A JPH06158204A JP H06158204 A JPH06158204 A JP H06158204A JP 5067353 A JP5067353 A JP 5067353A JP 6735393 A JP6735393 A JP 6735393A JP H06158204 A JPH06158204 A JP H06158204A
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- Japan
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- recrystallization annealing
- weight
- zirconium
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- zirlo
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C16/00—Alloys based on zirconium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
- C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
- C22F1/16—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of other metals or alloys based thereon
- C22F1/18—High-melting or refractory metals or alloys based thereon
- C22F1/186—High-melting or refractory metals or alloys based thereon of zirconium or alloys based thereon
Abstract
(57)【要約】
【目的】 従来よりも高い再結晶焼鈍温度でジルロを製
造することによってジルロの成形性を高める。 【構成】 ジルロ合金を、β急冷、熱間変形、再結晶焼
鈍そして冷間変形を複数回行なうことによって形成す
る。再結晶焼鈍は２つの冷間変形の間に行い、その後応
力除去焼鈍を行う。この製法に１つの再結晶焼鈍ステッ
プの代わりにβ急冷ステップを含ませてもよい。
造することによってジルロの成形性を高める。 【構成】 ジルロ合金を、β急冷、熱間変形、再結晶焼
鈍そして冷間変形を複数回行なうことによって形成す
る。再結晶焼鈍は２つの冷間変形の間に行い、その後応
力除去焼鈍を行う。この製法に１つの再結晶焼鈍ステッ
プの代わりにβ急冷ステップを含ませてもよい。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はジルロ合金（Ｚｉｒｌｏ
ａｌｌｏｙ）及びジルロ合金を管状または帯状に製造
する方法に係わる。ジルロは原子力発電所における原子
炉の高温水性環境に使用され、ジルコニウムを主成分と
し、名目上１重量％のニオブ、１重量％の錫及び０．１
重量％の鉄を含有する合金である。一般に、ジルロは
０．５乃至２．０重量％のニオブ、０．７乃至１．５重
量％の錫、０．０７乃至０．２８重量％の鉄、ニッケル
及びクロムの少なくとも１つ、及び２００ｐｐｍまたは
それ以下の炭素から成る。合金を組成する残りの成分は
ほとんどジルコニウムから成る。
ａｌｌｏｙ）及びジルロ合金を管状または帯状に製造
する方法に係わる。ジルロは原子力発電所における原子
炉の高温水性環境に使用され、ジルコニウムを主成分と
し、名目上１重量％のニオブ、１重量％の錫及び０．１
重量％の鉄を含有する合金である。一般に、ジルロは
０．５乃至２．０重量％のニオブ、０．７乃至１．５重
量％の錫、０．０７乃至０．２８重量％の鉄、ニッケル
及びクロムの少なくとも１つ、及び２００ｐｐｍまたは
それ以下の炭素から成る。合金を組成する残りの成分は
ほとんどジルコニウムから成る。
【０００２】
【従来の技術】ジルロ合金製法の目的の１つは受入れ可
能なテクスチャーと共に優れた耐食性を得ることにあ
る。ピルガー製管成形性パラメーターとテクスチャーの
パラメーターの関係は以下に説明するが、先ず成形性パ
ラメーターについて述べ、次いでこの成形性をピルガー
製管に適用できることを明らかにする。
能なテクスチャーと共に優れた耐食性を得ることにあ
る。ピルガー製管成形性パラメーターとテクスチャーの
パラメーターの関係は以下に説明するが、先ず成形性パ
ラメーターについて述べ、次いでこの成形性をピルガー
製管に適用できることを明らかにする。
【０００３】成形性パラメーターは例えばジルロのよう
な異方性物質の歪み挙動の大小を表わす。Ｗ．Ａ．Ｂａ
ｃｋｏｆｅｎはその著作“Ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｐ
ｒｏｃｅｓｓｉｎｇ，Ａｄｄｉｓｏｎ−Ｗｅｓｌｅｙ
Ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ Ｃｏｍｐａｎｙ，１９７２，ｐ
ｐ．８５−８５において、成形性パラメーターＢを降伏
位置の捩りまたは異方性を表わすパラメーターであると
定義した。即ち、Ｂａｃｋｏｆｅｎは成形性パラメータ
ーを下記のように定義した： Ｂ＝σＩ／２σＩＶ ただしσＩは降伏位置の象限Ｉにおける最大応力であ
り、σＩＶは象限ＩＶにおける剪断応力である。Ｂの値
が高ければ高いほど材料の成形性も高くなるから、Ｂパ
ラメーターは重要である。降伏挙動は小さい歪みと関連
するが、成形性パラメーターは歪みの大きい金属加工作
業にも関連する。深絞りについては、極限絞り量ＬＤＲ
によって絞り限界が表わされる。
な異方性物質の歪み挙動の大小を表わす。Ｗ．Ａ．Ｂａ
ｃｋｏｆｅｎはその著作“Ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｐ
ｒｏｃｅｓｓｉｎｇ，Ａｄｄｉｓｏｎ−Ｗｅｓｌｅｙ
Ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ Ｃｏｍｐａｎｙ，１９７２，ｐ
ｐ．８５−８５において、成形性パラメーターＢを降伏
位置の捩りまたは異方性を表わすパラメーターであると
定義した。即ち、Ｂａｃｋｏｆｅｎは成形性パラメータ
ーを下記のように定義した： Ｂ＝σＩ／２σＩＶ ただしσＩは降伏位置の象限Ｉにおける最大応力であ
り、σＩＶは象限ＩＶにおける剪断応力である。Ｂの値
が高ければ高いほど材料の成形性も高くなるから、Ｂパ
ラメーターは重要である。降伏挙動は小さい歪みと関連
するが、成形性パラメーターは歪みの大きい金属加工作
業にも関連する。深絞りについては、極限絞り量ＬＤＲ
によって絞り限界が表わされる。
【０００４】ｌｎ（ＬＤＲ）＝σｗ／σｆ ただしσは応力、下付き文字ｗ及びｆはカップ壁及びフ
ランジをそれぞれ表わす。Ｗ．Ｆ．Ｈｏｓｆｏｒｄ及び
Ｒ．Ｍ．Ｃａｄｄｅｌｌはその著作“ＭｅｔａｌＦｏｒ
ｍｉｎｇ Ｍｅｃｈａｎｉｃｓ ａｎｄ Ｍｅｔａｌｌ
ｕｒｇｙ”，Ｐｒｅｎｔｉｃｅ−Ｈａｌｌ，１９８３，
ｐｐ．２７７−２７９において、深絞りについて成形性
パラメーターが下記方程式に従ってＬＤＲと関連するこ
とを明らかにした。
ランジをそれぞれ表わす。Ｗ．Ｆ．Ｈｏｓｆｏｒｄ及び
Ｒ．Ｍ．Ｃａｄｄｅｌｌはその著作“ＭｅｔａｌＦｏｒ
ｍｉｎｇ Ｍｅｃｈａｎｉｃｓ ａｎｄ Ｍｅｔａｌｌ
ｕｒｇｙ”，Ｐｒｅｎｔｉｃｅ−Ｈａｌｌ，１９８３，
ｐｐ．２７７−２７９において、深絞りについて成形性
パラメーターが下記方程式に従ってＬＤＲと関連するこ
とを明らかにした。
【０００５】Ｂ＝ｌｎ（ＬＤＲ） 従って、成形性パラメーターは深絞りの特徴を表わす。
【０００６】ピルガー製管及び深絞りはピルガー製管と
深絞りの過程で発生する応力と歪みが似ていることから
互いに関連性のあるプロセスであると考えられる。ピル
ガー法は直接圧縮金属加工作業である。チューブシェル
の表面にダイスによって力を加え、この力に対して直角
の方向に金属を流動させる。深絞りの場合、加えられる
力は引張り力であるが、被加工物とダイスの反作用によ
って大きい圧縮力が発生する。即ち、金属が引き込まれ
るに従って連続的に外周が縮小する。このことはフラン
ジ部において被加工物に圧縮性周歪み及び応力が作用す
ることを意味する。従って、いずれも大きい圧縮歪み及
び圧縮応力を伴うから、ピルガー法も深絞りも互いに類
似した金属加工作業であると考えることができる。
深絞りの過程で発生する応力と歪みが似ていることから
互いに関連性のあるプロセスであると考えられる。ピル
ガー法は直接圧縮金属加工作業である。チューブシェル
の表面にダイスによって力を加え、この力に対して直角
の方向に金属を流動させる。深絞りの場合、加えられる
力は引張り力であるが、被加工物とダイスの反作用によ
って大きい圧縮力が発生する。即ち、金属が引き込まれ
るに従って連続的に外周が縮小する。このことはフラン
ジ部において被加工物に圧縮性周歪み及び応力が作用す
ることを意味する。従って、いずれも大きい圧縮歪み及
び圧縮応力を伴うから、ピルガー法も深絞りも互いに類
似した金属加工作業であると考えることができる。
【０００７】異方性管材のテクスチャーは横断方向の収
縮歪み比によって特徴づけられる。異方性管材の横断方
向収縮歪み比は薄壁化抵抗を表わす。横断方向収縮歪み
比は下記式で表わされる： σθ＝σｒ＝０についてはＲ＝△ｅθ／△ｅｒ σｚ＝σｒ＝０についてはＰ＝△ｅｚ／△ｅｒ ただしθ、ｚ及びｒは周、軸及び半径方向である。Ｋ．
Ｌ．Ｍｕｒｔｙは“Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｃ
ｒｙｓｔａｌｌｏｇｒａｐｈｉｃ Ｔｅｘｔｕｒｅｓ
ｏｆ Ｚｉｒｃｏｎｉｕｍ Ａｌｌｏｙｓ ｉｎ ｔｈ
ｅ Ｎｕｃｌｅａｒ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ”，Ｚｉｒｃｏ
ｎｉｕｍ ｉｎ ｔｈｅ ＮｕｃｌｅａｒＩｎｄｕｓｔ
ｒｙ：Ｅｉｇｈｔ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｙ
ｍｐｏｓｉｕｍ，ＡＳＴＭ ＳＴＰ １０２３，Ａｍｅ
ｒｉｃａｎ Ｓｏｃｉｅｔｙ ｆｏｒ Ｔｅｓｔｉｎｇ
ａｎｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｐｈｉｌａｄｅｌｐｈ
ｉａ，１９８９，ｐｐ．５７０−５９５において、成形
性パラメーターと収縮歪み比Ｒ及びＰとの関係を明らか
にした。この関係は Ｂ＝［｛（Ｒ＋１）（Ｒ＋４ＲＰ＋Ｐ）｝／｛４Ｒ（Ｒ
＋Ｐ＋１）｝］０．５ 欠陥のない管が形成されればピルガー製管作業は成功し
たと考えられる。欠陥のないチューブシェルが形成され
るかどうかは周方向及び／または軸方向応力がＩＤ面付
近における金属の引張り強度以下のままであるかどうか
によって決定される。周方向及び／または軸方向応力が
チューブシェルのＩＤ面付近における金属の引張り強度
よりも大きくなると、チューブシェルに小さい引裂きま
たは微小割れ目が発生する。成形性パラメーターが増大
すれば微小割れ目発生の傾向は低下すると考えられる。
縮歪み比によって特徴づけられる。異方性管材の横断方
向収縮歪み比は薄壁化抵抗を表わす。横断方向収縮歪み
比は下記式で表わされる： σθ＝σｒ＝０についてはＲ＝△ｅθ／△ｅｒ σｚ＝σｒ＝０についてはＰ＝△ｅｚ／△ｅｒ ただしθ、ｚ及びｒは周、軸及び半径方向である。Ｋ．
Ｌ．Ｍｕｒｔｙは“Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｃ
ｒｙｓｔａｌｌｏｇｒａｐｈｉｃ Ｔｅｘｔｕｒｅｓ
ｏｆ Ｚｉｒｃｏｎｉｕｍ Ａｌｌｏｙｓ ｉｎ ｔｈ
ｅ Ｎｕｃｌｅａｒ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ”，Ｚｉｒｃｏ
ｎｉｕｍ ｉｎ ｔｈｅ ＮｕｃｌｅａｒＩｎｄｕｓｔ
ｒｙ：Ｅｉｇｈｔ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｙ
ｍｐｏｓｉｕｍ，ＡＳＴＭ ＳＴＰ １０２３，Ａｍｅ
ｒｉｃａｎ Ｓｏｃｉｅｔｙ ｆｏｒ Ｔｅｓｔｉｎｇ
ａｎｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｐｈｉｌａｄｅｌｐｈ
ｉａ，１９８９，ｐｐ．５７０−５９５において、成形
性パラメーターと収縮歪み比Ｒ及びＰとの関係を明らか
にした。この関係は Ｂ＝［｛（Ｒ＋１）（Ｒ＋４ＲＰ＋Ｐ）｝／｛４Ｒ（Ｒ
＋Ｐ＋１）｝］０．５ 欠陥のない管が形成されればピルガー製管作業は成功し
たと考えられる。欠陥のないチューブシェルが形成され
るかどうかは周方向及び／または軸方向応力がＩＤ面付
近における金属の引張り強度以下のままであるかどうか
によって決定される。周方向及び／または軸方向応力が
チューブシェルのＩＤ面付近における金属の引張り強度
よりも大きくなると、チューブシェルに小さい引裂きま
たは微小割れ目が発生する。成形性パラメーターが増大
すれば微小割れ目発生の傾向は低下すると考えられる。
【０００８】添付の図面に沿って以下に本発明を詳細に
説明する。
説明する。
【０００９】
【実施例】本発明では従来よりも高い再結晶焼鈍温度で
ジルロを製造することによってジルロの成形性を高める
ことができる。
ジルロを製造することによってジルロの成形性を高める
ことができる。
【００１０】詳しくは後述する図１に模式的に示す工程
に従って帯状ジルロ材を加工する。再結晶焼鈍は５９３
℃（１１００°Ｆ）、６７７℃（１２５０°Ｆ）及び７
３２℃（１３５０°Ｆ）の温度においてそれぞれ行なわ
れた。帯状材から長手方向及び横断方向の単軸引張りサ
ンプルを切り取り、それぞれの横断方向収縮歪み比パラ
メーターＲ及びＰを測定した。単軸帯状サンプルの横断
方向収縮歪み比は下記式で表わされる。
に従って帯状ジルロ材を加工する。再結晶焼鈍は５９３
℃（１１００°Ｆ）、６７７℃（１２５０°Ｆ）及び７
３２℃（１３５０°Ｆ）の温度においてそれぞれ行なわ
れた。帯状材から長手方向及び横断方向の単軸引張りサ
ンプルを切り取り、それぞれの横断方向収縮歪み比パラ
メーターＲ及びＰを測定した。単軸帯状サンプルの横断
方向収縮歪み比は下記式で表わされる。
【００１１】 σｎ＝σｔ＝０についてはＲ＝△ｅｔ／△ｅｎ σｎ＝σｒ＝０についてはＰ＝△ｅｒ／△ｅｎ ただし、ｒ、ｎ及びｔは帯状サンプルの圧延、法線及び
横断方向をそれぞれ表わす。
横断方向をそれぞれ表わす。
【００１２】図１に模式的に示す工程において従来より
も高い再結晶焼鈍温度を採用すると成形性または加工性
が向上することが判明した。表１は単軸帯状サンプルに
ついて本発明によって設定される範囲内の再結晶焼鈍温
度を採用することで成形性パラメーターＢが向上するこ
とを示す。
も高い再結晶焼鈍温度を採用すると成形性または加工性
が向上することが判明した。表１は単軸帯状サンプルに
ついて本発明によって設定される範囲内の再結晶焼鈍温
度を採用することで成形性パラメーターＢが向上するこ
とを示す。
【００１３】
【表１】 管形成の過程においても同様の結果が観察された。
【００１４】表２は合格品（超音波欠陥検査基準以下の
欠陥を有する管）のパーセンテージが中間再結晶焼鈍温
度の上昇と共に上昇することを示す。
欠陥を有する管）のパーセンテージが中間再結晶焼鈍温
度の上昇と共に上昇することを示す。
【００１５】
【表２】 従って、管成形の過程において成形性パラメーターが大
きければ欠陥の発生が減少する。
きければ欠陥の発生が減少する。
【００１６】中間再結晶焼鈍温度と共に成形性パラメー
ターの増大が観察されたが、この現象は微小構造及びテ
クスチャーの変化に起因すると考えられる。図３、４及
び５の倍率５００×顕微鏡写真は中間再結晶焼鈍温度５
９３、６７７及び７３２℃（１１００、１２５０及び１
３５０°Ｆ）にそれぞれ対応する微小構造を示す。５９
３℃（１１００°Ｆ）の場合、第２相は均等に分布して
いる（図３）。ところが６７７℃（１２５０°Ｆ）の場
合には折出物サイズが増大し、その多くが結晶粒界に位
置する（図４）。図５から明らかなように、７３２℃
（１３５０°Ｆ）の場合、第２相の折出物サイズが増大
し、第２相のほとんどすべてが結晶粒界に位置する。中
間再結晶焼鈍温度６７７℃（１２５０°Ｆ）及び７３２
℃（１３５０°Ｆ）の場合に観察される粗い第２相粒子
分布は原子炉の耐食性低下につながる可能がある。５９
３℃（１１００°Ｆ）以上の中間再結晶焼鈍温度で材料
を処理した後、後段のステップとしてβ焼鈍及び水中急
冷を行なうことによって細かい第２相粒子分布が得られ
る。表３に示すように、後段ステップのβ急冷の効果と
して耐食性もやや高められる。
ターの増大が観察されたが、この現象は微小構造及びテ
クスチャーの変化に起因すると考えられる。図３、４及
び５の倍率５００×顕微鏡写真は中間再結晶焼鈍温度５
９３、６７７及び７３２℃（１１００、１２５０及び１
３５０°Ｆ）にそれぞれ対応する微小構造を示す。５９
３℃（１１００°Ｆ）の場合、第２相は均等に分布して
いる（図３）。ところが６７７℃（１２５０°Ｆ）の場
合には折出物サイズが増大し、その多くが結晶粒界に位
置する（図４）。図５から明らかなように、７３２℃
（１３５０°Ｆ）の場合、第２相の折出物サイズが増大
し、第２相のほとんどすべてが結晶粒界に位置する。中
間再結晶焼鈍温度６７７℃（１２５０°Ｆ）及び７３２
℃（１３５０°Ｆ）の場合に観察される粗い第２相粒子
分布は原子炉の耐食性低下につながる可能がある。５９
３℃（１１００°Ｆ）以上の中間再結晶焼鈍温度で材料
を処理した後、後段のステップとしてβ焼鈍及び水中急
冷を行なうことによって細かい第２相粒子分布が得られ
る。表３に示すように、後段ステップのβ急冷の効果と
して耐食性もやや高められる。
【００１７】
【表３】 原子炉外オートクレーブ試験は中間焼鈍温度５９３℃
（１１００°Ｆ）乃至７３２℃（１３５０°Ｆ）で処理
された材料が同様の腐食性向を有することを示唆する。
表４は３７１℃（７５０°Ｆ）及び５２０℃（９６８°
Ｆ）の水蒸気による腐食速度が似ていることを示す。
（１１００°Ｆ）乃至７３２℃（１３５０°Ｆ）で処理
された材料が同様の腐食性向を有することを示唆する。
表４は３７１℃（７５０°Ｆ）及び５２０℃（９６８°
Ｆ）の水蒸気による腐食速度が似ていることを示す。
【００１８】
【表４】 表４から明らかなように、中間焼鈍温度６７７℃（１２
５０°Ｆ）及び７３２℃（１３５０°Ｆ）で処理された
材料は５９３℃（１１００°Ｆ）で処理された材料と比
較して３７１℃（７５０°Ｆ）及び５２０℃（９６８°
Ｆ）の水蒸気に対してやや低い腐食速度を示した。
５０°Ｆ）及び７３２℃（１３５０°Ｆ）で処理された
材料は５９３℃（１１００°Ｆ）で処理された材料と比
較して３７１℃（７５０°Ｆ）及び５２０℃（９６８°
Ｆ）の水蒸気に対してやや低い腐食速度を示した。
【００１９】ジルロ合金板を加工するため一連のステッ
プを図１に示した。図中、１０はジルロ・インゴットの
真空溶解ステップであり、これに続くステップ１２にお
いて鍛造してビレットを形成し、ステップ１４において
前記ビレットをβ急冷する。β急冷ステップ１４は約１
０９３℃（２０００°Ｆ）の温度で行われ、これによっ
てジルコニウム中の合金成分分布が改善される。β急冷
ステップ１４に続いて熱間変形または圧延ステップ１６
が約５７１℃（１０６０°Ｆ）の温度で行なわれ、これ
によって約７０％の圧下が達成され、次いで約５９３℃
（１１００°Ｆ）の温度で再結晶焼鈍ステップ１８が行
われる。さらに複数回に亘って再結晶焼鈍／冷間圧延複
合ステップ１８及び２０、２２及び２４、２６及び２８
が行われる。再結晶焼鈍ステップ１８，２２，２６は一
般に６４９乃至７６０℃（１２００乃至１４００°Ｆ）
の温度で行なわれ、好ましくは６６６乃至６８８℃（１
２３０乃至１２７０°Ｆ）で行われる。冷間圧延ステッ
プ２０，２４及び２８で約３０％の圧下が達成される。
図面では２回の複合冷間変形または圧延／再結晶焼鈍ス
テップを示してあるが、このような複合ステップをさら
に追加採用してもよい。最後にステップ３０において約
４６５．５℃（８７０°Ｆ）の温度でジルロ合金板を応
力除去焼鈍する。
プを図１に示した。図中、１０はジルロ・インゴットの
真空溶解ステップであり、これに続くステップ１２にお
いて鍛造してビレットを形成し、ステップ１４において
前記ビレットをβ急冷する。β急冷ステップ１４は約１
０９３℃（２０００°Ｆ）の温度で行われ、これによっ
てジルコニウム中の合金成分分布が改善される。β急冷
ステップ１４に続いて熱間変形または圧延ステップ１６
が約５７１℃（１０６０°Ｆ）の温度で行なわれ、これ
によって約７０％の圧下が達成され、次いで約５９３℃
（１１００°Ｆ）の温度で再結晶焼鈍ステップ１８が行
われる。さらに複数回に亘って再結晶焼鈍／冷間圧延複
合ステップ１８及び２０、２２及び２４、２６及び２８
が行われる。再結晶焼鈍ステップ１８，２２，２６は一
般に６４９乃至７６０℃（１２００乃至１４００°Ｆ）
の温度で行なわれ、好ましくは６６６乃至６８８℃（１
２３０乃至１２７０°Ｆ）で行われる。冷間圧延ステッ
プ２０，２４及び２８で約３０％の圧下が達成される。
図面では２回の複合冷間変形または圧延／再結晶焼鈍ス
テップを示してあるが、このような複合ステップをさら
に追加採用してもよい。最後にステップ３０において約
４６５．５℃（８７０°Ｆ）の温度でジルロ合金板を応
力除去焼鈍する。
【００２０】ジルロ合金板のさらに好ましい加工ステッ
プ例を図２に示す。図中、３２はジルロ・インゴットの
真空溶解ステップであり、鍛造ステッップ３４及びβ急
冷ステップ３６がこれに続く。合金インゴットのβ急冷
ステップ３６は約１０９３．３℃（２０００°Ｆ）の温
度で行われ、これによってジルコニウム中の合金成分分
布が改善される。β急冷ステップ３６に続いて約５７１
℃（１０６０°Ｆ）の温度で熱間圧延ステップ３８が行
われ、これによって約７０％の圧下が達成される。次い
で２回の再結晶焼鈍／冷間加工複ステップ４０及び４
３、４４及び４６が行なわれる。再結晶焼鈍ステップ４
０及び４４は６４９乃至７６０℃（１２００乃至１４０
０°Ｆ）、好ましくは６６６乃至６８８℃（１２３０乃
至１２７０°Ｆ）の温度で行なわれる。冷間圧延ステッ
プ４２及び４６によって約３０％の圧下が達成される。
次いで約１０９３．３℃（２０００°Ｆ）の高温で後段
β急冷ステップ４８が行なわれる。さらに、冷間圧延ス
テップ５０によって約３０％の圧下を達成し、最後に約
４６５．５℃（８７０°Ｆ）における応力除去焼鈍ステ
ップ５２により加工作業を完了する。
プ例を図２に示す。図中、３２はジルロ・インゴットの
真空溶解ステップであり、鍛造ステッップ３４及びβ急
冷ステップ３６がこれに続く。合金インゴットのβ急冷
ステップ３６は約１０９３．３℃（２０００°Ｆ）の温
度で行われ、これによってジルコニウム中の合金成分分
布が改善される。β急冷ステップ３６に続いて約５７１
℃（１０６０°Ｆ）の温度で熱間圧延ステップ３８が行
われ、これによって約７０％の圧下が達成される。次い
で２回の再結晶焼鈍／冷間加工複ステップ４０及び４
３、４４及び４６が行なわれる。再結晶焼鈍ステップ４
０及び４４は６４９乃至７６０℃（１２００乃至１４０
０°Ｆ）、好ましくは６６６乃至６８８℃（１２３０乃
至１２７０°Ｆ）の温度で行なわれる。冷間圧延ステッ
プ４２及び４６によって約３０％の圧下が達成される。
次いで約１０９３．３℃（２０００°Ｆ）の高温で後段
β急冷ステップ４８が行なわれる。さらに、冷間圧延ス
テップ５０によって約３０％の圧下を達成し、最後に約
４６５．５℃（８７０°Ｆ）における応力除去焼鈍ステ
ップ５２により加工作業を完了する。
【図１】図１は、ジルロ帯状材を成形するための一連の
ステップを示す。
ステップを示す。
【図２】図２は、ジルロ帯状材を成形するための他の好
ましい一連のステップを示す。
ましい一連のステップを示す。
【図３】図３は、種々の温度で製造されたジルロの顕微
鏡写真である。
鏡写真である。
【図４】図４は、種々の温度で製造されたジルロの顕微
鏡写真である。
鏡写真である。
【図５】図５は、種々の温度で製造されたジルロの顕微
鏡写真である。
鏡写真である。
１０ 真空溶解 １２ 鍛造 １４ β急冷 １６ 熱間圧延 １８，２２，２６ 再結晶焼鈍 ２０，２４，２８ 冷間圧延
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 パメラ マリー スティブンソン アメリカ合衆国 ペンシルベニア州 ピッ ツバーグ ホーソン ドライブ 719
Claims (4)
- 【請求項１】 原子力発電所の原子炉の高温水性環境に
使用するためのジルコニウム合金において、 ０．５乃至２．０重量％のニオブと、 ０．７乃至１．５重量％の錫と、 ０．０７乃至０．２８重量％の鉄、ニッケル及びクロム
の少なくとも１つと、 ２００ｐｐｍまたはそれ以下の炭素と、 残りのほぼ全部を占めるジルコニウムとで組成され、 原料を複数回に亘って再結晶焼鈍／冷間加工すると共
に、再結晶焼鈍を６４９乃至７６０℃（１２００乃至１
４００°Ｆ）の温度において行なうことにより製品にす
ることを特徴とするジルコニウム合金。 - 【請求項２】 請求項１に記載のジルコニウム合金にお
いて、前記再結晶焼鈍を６６０乃至６８８℃（１２３０
乃至１２７０℃）の温度において行なうことを特徴とす
るジルコニウム合金。 - 【請求項３】 ０．５乃至２．０重量％のニオブと、 ０．７乃至１．５重量％の錫と、 ０．０７乃至０．２８重量％の鉄、ニッケル及びクロム
の少なくとも１つと、 ２００ｐｐｍまたはそれ以下の炭素と、 残りのほぼ全部を占めるジルコニウムとで組成されるよ
うに原料を複数回に亘って再結晶焼鈍／冷間加工したの
ち、ベータ急冷するステップを含み、前記再結晶焼鈍を
６４９乃至７６０℃（１２００乃至１４００°Ｆ）の温
度において行なうことを特徴とするジルコニウム合金の
製法。 - 【請求項４】 請求項３に記載の製法において、前記再
結晶焼鈍を６６６乃至６８８℃（１２３０乃至１２７０
°Ｆ）の温度において行なうことを特徴とする製法。
Applications Claiming Priority (2)
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|---|---|---|---|
| US07/847,513 US5266131A (en) | 1992-03-06 | 1992-03-06 | Zirlo alloy for reactor component used in high temperature aqueous environment |
| US07/847513 | 1992-03-06 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06158204A true JPH06158204A (ja) | 1994-06-07 |
Family
ID=25300820
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5067353A Pending JPH06158204A (ja) | 1992-03-06 | 1993-03-04 | ジルロ合金及びその製法 |
Country Status (4)
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| US (1) | US5266131A (ja) |
| EP (1) | EP0559096A1 (ja) |
| JP (1) | JPH06158204A (ja) |
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| KR20060123781A (ko) * | 2004-03-23 | 2006-12-04 | 웨스팅하우스 일렉트릭 컴패니 엘엘씨 | 개선된 부식저항력을 지닌 지르코늄합금 및 그에 관련된제조방법 |
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| US4450016A (en) * | 1981-07-10 | 1984-05-22 | Santrade Ltd. | Method of manufacturing cladding tubes of a zirconium-based alloy for fuel rods for nuclear reactors |
| US4584030A (en) * | 1982-01-29 | 1986-04-22 | Westinghouse Electric Corp. | Zirconium alloy products and fabrication processes |
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| EP0196286B1 (en) * | 1985-03-12 | 1989-05-17 | Santrade Ltd. | Method of manufacturing tubes of zirconium alloys with improved corrosion resistance for thermal nuclear reactors |
| FR2599049B1 (fr) * | 1986-05-21 | 1988-07-01 | Cezus Co Europ Zirconium | Procede de fabrication d'un feuillard en zircaloy 2 ou zircaloy 4 partiellement recristallise et feuillard obtenu |
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