JPS59190351A - 高温度下での使用に適するオ−ステナイト構造のステンレス鋼 - Google Patents
高温度下での使用に適するオ−ステナイト構造のステンレス鋼Info
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- JPS59190351A JPS59190351A JP58233469A JP23346983A JPS59190351A JP S59190351 A JPS59190351 A JP S59190351A JP 58233469 A JP58233469 A JP 58233469A JP 23346983 A JP23346983 A JP 23346983A JP S59190351 A JPS59190351 A JP S59190351A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、高温度の用途、特に原子炉で使用するオース
テナイト構造のステンレス鋼に関する。
テナイト構造のステンレス鋼に関する。
1982年9月2日付出願の米国特許出和第414.1
67号(出願人:ベーラ(Bates)他)は、燐含有
率が高く炉内膨潤耐性が優石たオーステナイト構造のス
テンレス鋼に関する。
67号(出願人:ベーラ(Bates)他)は、燐含有
率が高く炉内膨潤耐性が優石たオーステナイト構造のス
テンレス鋼に関する。
商業的3こ成熟し得る液体金属高速中性子増殖炉(Ll
vjFBR)の開発研究の主要な目標の一つは、膨潤付
性を持ち燃料被覆体又はダクトとして使用するに適した
炉内機械特性を持つ合金又は合金類の開発である。燃料
被覆体は使用中に流動している液状す) l)ラムと接
触し表面温度が約400℃(750°F)乃至650℃
(1200℃)になる。
vjFBR)の開発研究の主要な目標の一つは、膨潤付
性を持ち燃料被覆体又はダクトとして使用するに適した
炉内機械特性を持つ合金又は合金類の開発である。燃料
被覆体は使用中に流動している液状す) l)ラムと接
触し表面温度が約400℃(750°F)乃至650℃
(1200℃)になる。
ダクトは各燃料ピン束の周囲を覆うものであり、約38
0℃(715°1!□)乃至550℃(10200F)
テ使用すれるものとみなければならない。こ才]らの
構成部側は、上述の如き高温度Fで、1015n/d・
S(E > 0.1 MeV)程度の高速度中性子流ζ
こ曝露され、2×1023乃至ろX1D n/al(
E>D、IMeV)程度の流才9に適合できる作動特性
を持たね゛ばならない。
0℃(715°1!□)乃至550℃(10200F)
テ使用すれるものとみなければならない。こ才]らの
構成部側は、上述の如き高温度Fで、1015n/d・
S(E > 0.1 MeV)程度の高速度中性子流ζ
こ曝露され、2×1023乃至ろX1D n/al(
E>D、IMeV)程度の流才9に適合できる作動特性
を持たね゛ばならない。
商業的なLIvlF’J3Rで使用てきるものとして検
討さ才1ている主な合金類のうち最初に取りあげるべき
ものとして、燃料被覆及びタクトを20fo冷間加工A
工SI316Mnてっくることができる。
討さ才1ている主な合金類のうち最初に取りあげるべき
ものとして、燃料被覆及びタクトを20fo冷間加工A
工SI316Mnてっくることができる。
A工s工516鋼は、固溶体で強化したオーステナイト
構造のステンレス鋼であり、Uメタルジヵル・トランス
アクションA J (M8tallurgiCalTr
ansactions A )、第9八巻、1978年
2月、第143頁〜第149頁に収載のペンネット及び
ホルト:/ (Bennet、and Horton)
の「液体金属高速中性子増殖炉用の材料に要求される緒
特性」(Material Requirements
for Liquid MetalFast Bre
edev Reactor)と題する報文に報告さ豹て
いる。原子炉用の品位の616燃料被覆の化学及び材料
製造の代表的な例は、1982年6月18日付出願の係
属中の米国特許出願第359 、549号に記載さねて
いる。
構造のステンレス鋼であり、Uメタルジヵル・トランス
アクションA J (M8tallurgiCalTr
ansactions A )、第9八巻、1978年
2月、第143頁〜第149頁に収載のペンネット及び
ホルト:/ (Bennet、and Horton)
の「液体金属高速中性子増殖炉用の材料に要求される緒
特性」(Material Requirements
for Liquid MetalFast Bre
edev Reactor)と題する報文に報告さ豹て
いる。原子炉用の品位の616燃料被覆の化学及び材料
製造の代表的な例は、1982年6月18日付出願の係
属中の米国特許出願第359 、549号に記載さねて
いる。
原子炉用の品位の616ステンレス鋼についての現用の
組成物規格は、たとえば燐、硫黄、硼素、アルミニウム
、ニオビウム、バナジウム、タンタル、銅及びコバルト
等の不純物(こついては、単に最大値を規定しているに
過ぎない。上記の合金の製造(こ当たって典型的な商業
生産時に行なわ豹る溶解操作は、電解品位(@解により
精製した品位)の原料を二重真空溶解(double−
VaCuum melting)する工程を含む。コノ
ような実地操作の結果、上記の各不純物の濃度は、特定
の各不純物にもよるか、規格で許容されている最大値の
10分の1乃至100分の1という低水準番こなる。
組成物規格は、たとえば燐、硫黄、硼素、アルミニウム
、ニオビウム、バナジウム、タンタル、銅及びコバルト
等の不純物(こついては、単に最大値を規定しているに
過ぎない。上記の合金の製造(こ当たって典型的な商業
生産時に行なわ豹る溶解操作は、電解品位(@解により
精製した品位)の原料を二重真空溶解(double−
VaCuum melting)する工程を含む。コノ
ような実地操作の結果、上記の各不純物の濃度は、特定
の各不純物にもよるか、規格で許容されている最大値の
10分の1乃至100分の1という低水準番こなる。
しかしながら、616合金はLMFBRの運転温度下で
強い高速中性子束に曝露されている間に著しい空隙膨潤
を起こす。膨潤度を低下させるために多大の努力がなさ
れ、その成果の例は米国特許第4,158,606号明
細書及び1980年1月9日付川願の用続用I顛にして
1982年2月5日付で出願された米国特許用Ij$$
346.340号明細書(こ記載されている。
強い高速中性子束に曝露されている間に著しい空隙膨潤
を起こす。膨潤度を低下させるために多大の努力がなさ
れ、その成果の例は米国特許第4,158,606号明
細書及び1980年1月9日付川願の用続用I顛にして
1982年2月5日付で出願された米国特許用Ij$$
346.340号明細書(こ記載されている。
上記の努力(こよって膨潤耐性は改善さnたけわども、
と21らの公知の合金類を燃料ピン被覆の用途に使用す
るに際しては、応力破断の挙動が燃料ピンの寿命を制限
する主たる問題として残されて8す、長寿命のLMFB
R炉心を得るためにはこの点の改良が必要である。
と21らの公知の合金類を燃料ピン被覆の用途に使用す
るに際しては、応力破断の挙動が燃料ピンの寿命を制限
する主たる問題として残されて8す、長寿命のLMFB
R炉心を得るためにはこの点の改良が必要である。
従って、本発明の提供せんとする合金は、炭素0.02
〜0.08重量%と、マンガン1.5〜2.5型口%ト
、珪素0.5−1.Omi m%と、燐o、D2〜o、
oa重@幅と、硫黄肌004〜o、oio重量%と、ク
ロム12.5〜14.5重量%と、ニッケル14.5〜
16.5重量%と、モリブデン1.5〜2.5重量%と
、アルミニウム0.02〜0.05重量%と、硼素0.
002〜[]、0008重量と、チタン[1,’l〜0
.4重量係と、最大限0.01ffi量%のジルコニウ
ムと、ニオビウム0.02〜0.05重量%と、バナジ
ウム0.01〜0.05重」%と、タンタル0 、00
5〜0.02重量%と、銅0.01〜0.04重量%と
、最大限o、oi重蚤%の窒素と、最大限肌01重量%
の酸素と、コバルh 0.02〜0.05重量%と、最
大限0.03重量%の砒素とを含有し、残部か他の不純
物を含む主として鉄から成り、重量%基準の燐含有率と
硫黄含有率と硼素含有率の合計が0.06重量%以上で
あり、重量%基準でチタニウム(’I’i)含有率に対
する炭素含有率と窒素含有率の合計含有率の比が4〜6
であることを特徴とするオーステナイト構造のステンレ
ス鋼である。
〜0.08重量%と、マンガン1.5〜2.5型口%ト
、珪素0.5−1.Omi m%と、燐o、D2〜o、
oa重@幅と、硫黄肌004〜o、oio重量%と、ク
ロム12.5〜14.5重量%と、ニッケル14.5〜
16.5重量%と、モリブデン1.5〜2.5重量%と
、アルミニウム0.02〜0.05重量%と、硼素0.
002〜[]、0008重量と、チタン[1,’l〜0
.4重量係と、最大限0.01ffi量%のジルコニウ
ムと、ニオビウム0.02〜0.05重量%と、バナジ
ウム0.01〜0.05重」%と、タンタル0 、00
5〜0.02重量%と、銅0.01〜0.04重量%と
、最大限o、oi重蚤%の窒素と、最大限肌01重量%
の酸素と、コバルh 0.02〜0.05重量%と、最
大限0.03重量%の砒素とを含有し、残部か他の不純
物を含む主として鉄から成り、重量%基準の燐含有率と
硫黄含有率と硼素含有率の合計が0.06重量%以上で
あり、重量%基準でチタニウム(’I’i)含有率に対
する炭素含有率と窒素含有率の合計含有率の比が4〜6
であることを特徴とするオーステナイト構造のステンレ
ス鋼である。
本発明(こよれば、固溶体強化オーステナイト碍造ステ
ンレス鋼に3いては、合金中の燐と硫黄と硼素の含有率
の合計量が増大するに従って、応力破断強度が高くなる
という知見が得ら石た。 ′この知見に基いて、
応力破断強度が高く、膨潤に対する耐性が良好であり、
燃料ピン被覆に使用するに適した合金組成物が開発され
た。本発明による合金組成物を表■に要約しであるが、
こ石らの合金組成物は、燐と硼素と硫黄とを利用するも
のであり、選定した各不純物の量を規制しチタニウムの
含有率(重1什%)に対する炭素上窒素の含有率(重量
%)の合計量の比を規制すること(こより、所望する応
力破断特性が得られる。
ンレス鋼に3いては、合金中の燐と硫黄と硼素の含有率
の合計量が増大するに従って、応力破断強度が高くなる
という知見が得ら石た。 ′この知見に基いて、
応力破断強度が高く、膨潤に対する耐性が良好であり、
燃料ピン被覆に使用するに適した合金組成物が開発され
た。本発明による合金組成物を表■に要約しであるが、
こ石らの合金組成物は、燐と硼素と硫黄とを利用するも
のであり、選定した各不純物の量を規制しチタニウムの
含有率(重1什%)に対する炭素上窒素の含有率(重量
%)の合計量の比を規制すること(こより、所望する応
力破断特性が得られる。
本発明によれば、上表工に示した広い範囲内において、
硫黄含有率は0.005〜0.010重量%、燐含有率
は0.025〜0.06重量%、硼素含有率はo:oo
s〜0.006重量%に限定するのが好ましい。
硫黄含有率は0.005〜0.010重量%、燐含有率
は0.025〜0.06重量%、硼素含有率はo:oo
s〜0.006重量%に限定するのが好ましい。
又、表1に示した広い範囲及び好適な範囲の双方に8い
て、Ti/C−1−Nの比は4.5〜5.5の間にある
ことが好ましい。
て、Ti/C−1−Nの比は4.5〜5.5の間にある
ことが好ましい。
本発明による合金は、500〜800℃の温度範囲内で
良好な応力破断特性が要求さオ]る1弱熱材料としての
各種用途に適するものであるが、たとえはLMFBRの
炉心部の燃料元素被覆の場合のように高温・高流量の高
速中性子照射雰囲気中で使用するのに特に適したもので
ある。この種の用途にあてるためには、合金が冷間加工
による微細構造を有することが必要条件になるが、この
ような微細構造はチーーブ製造の最終冷間加工工程によ
ってつくられる。最終冷間加工工程において、面積基準
で10〜40%、好ましくは15〜25%の最終圧延を
行なうことが望ましい。
良好な応力破断特性が要求さオ]る1弱熱材料としての
各種用途に適するものであるが、たとえはLMFBRの
炉心部の燃料元素被覆の場合のように高温・高流量の高
速中性子照射雰囲気中で使用するのに特に適したもので
ある。この種の用途にあてるためには、合金が冷間加工
による微細構造を有することが必要条件になるが、この
ような微細構造はチーーブ製造の最終冷間加工工程によ
ってつくられる。最終冷間加工工程において、面積基準
で10〜40%、好ましくは15〜25%の最終圧延を
行なうことが望ましい。
本発明の理解に資するべ(、以下に添附の図面を参照し
つメ本発明の好ましい実施例4こついて説明する。
つメ本発明の好ましい実施例4こついて説明する。
第1図に示すように、オーステナイト構造のステンレス
鋼の応力破断強度は、合金中の\燐と硫黄と硼素の含有
率の合計量の函数、であることが見い出された。より詳
細には、曲線工が示すように、650℃で1000時間
で破断がもたらされる応力は、燐と硫黄と硼素の含有率
の増加に従って直線的な関係の増大を示している。
鋼の応力破断強度は、合金中の\燐と硫黄と硼素の含有
率の合計量の函数、であることが見い出された。より詳
細には、曲線工が示すように、650℃で1000時間
で破断がもたらされる応力は、燐と硫黄と硼素の含有率
の増加に従って直線的な関係の増大を示している。
破断強度上上記の6元素との相対関係に基つき、本発明
合金中に含有される硼素と燐と硫黄の合計含有量は少な
くとも肌03重量%、好ましくシは少なくとも0.03
5重量%てなけれはならない。所望する応力破断強度を
得るためには、少量ではあるが特定した量のニオビウム
、バナジウム、クンタル、アルミニウム、銅及びコバル
ト等の不純物が存在していることが必須要件であると考
えらねる。この点については、上記の各元素の最小含有
率を表■に示しである。
合金中に含有される硼素と燐と硫黄の合計含有量は少な
くとも肌03重量%、好ましくシは少なくとも0.03
5重量%てなけれはならない。所望する応力破断強度を
得るためには、少量ではあるが特定した量のニオビウム
、バナジウム、クンタル、アルミニウム、銅及びコバル
ト等の不純物が存在していることが必須要件であると考
えらねる。この点については、上記の各元素の最小含有
率を表■に示しである。
更に、本発明の合金においては、チタニウム量(こ対す
る炭素と窒素の合計量の比(重量%基準)が4〜6、最
も好ましくは約5でなけ石ばならない。本発明合金の場
合、’ri/(C十N)比を上記の範囲にすることによ
り、合金内部の炭素原子及び窒素原子の大部分が冷間加
工されたオーステナイト構造の母材全体に分散された微
細なTi(C,N)粒子の形番こなるよう助長されるも
のと考えられる。Ti/(C+N)比が特定範囲内(こ
ある合金の内部に2いては、とわらの微細なTi(C,
N)粒子が高温度下での使用中に3ける粗粒化に抵抗し
、こわらの粒子か長期間(こわたる特定温度下での面部
使用時に8ける転位を防止する作用を示す。
る炭素と窒素の合計量の比(重量%基準)が4〜6、最
も好ましくは約5でなけ石ばならない。本発明合金の場
合、’ri/(C十N)比を上記の範囲にすることによ
り、合金内部の炭素原子及び窒素原子の大部分が冷間加
工されたオーステナイト構造の母材全体に分散された微
細なTi(C,N)粒子の形番こなるよう助長されるも
のと考えられる。Ti/(C+N)比が特定範囲内(こ
ある合金の内部に2いては、とわらの微細なTi(C,
N)粒子が高温度下での使用中に3ける粗粒化に抵抗し
、こわらの粒子か長期間(こわたる特定温度下での面部
使用時に8ける転位を防止する作用を示す。
本発明たよる合金の製造に当たっては、先行技術の方法
において使用されてきた電解精製原料の一部分又は全部
を純品でない廃棄原料で置き換えることができ、表工の
規格に合致する溶融化学組成を与える不純品を置換使用
することができる。表工の化学組成規格に合致する製品
を与えることができる方法てあ才1ば、本発明合金製造
のためには公知のどの溶融技術を採用してもよい。特に
推奨できるのは二重真空熔解(double −vac
uum melting)である。
において使用されてきた電解精製原料の一部分又は全部
を純品でない廃棄原料で置き換えることができ、表工の
規格に合致する溶融化学組成を与える不純品を置換使用
することができる。表工の化学組成規格に合致する製品
を与えることができる方法てあ才1ば、本発明合金製造
のためには公知のどの溶融技術を採用してもよい。特に
推奨できるのは二重真空熔解(double −vac
uum melting)である。
本発明合金のインゴットから最終寸法の部材を製造する
ため(こ、先行技術で使用されている熱間加工、冷間加
工及び焼鈍技術のどれを利用してもよい。上記で引用し
た係属中の米国゛特許出j@第414,167号及び第
659 、546号の明細書に記載さ2′1ているよう
に各圧延の中間で焼鈍を行なう冷間加工により、熱間加
工済のビレ・ノドから燃料元素被覆体を製造することが
できる。こうして得ら狽る製品被覆体は、断面積て約1
0〜40%、好ましくは15〜25%、の圧延を行なう
最終冷間加工番こよりつくられた冷間加工微細構造を持
つ。
ため(こ、先行技術で使用されている熱間加工、冷間加
工及び焼鈍技術のどれを利用してもよい。上記で引用し
た係属中の米国゛特許出j@第414,167号及び第
659 、546号の明細書に記載さ2′1ているよう
に各圧延の中間で焼鈍を行なう冷間加工により、熱間加
工済のビレ・ノドから燃料元素被覆体を製造することが
できる。こうして得ら狽る製品被覆体は、断面積て約1
0〜40%、好ましくは15〜25%、の圧延を行なう
最終冷間加工番こよりつくられた冷間加工微細構造を持
つ。
次に、実施例を挙げて、本発明について説明する。
硼素含有率及び燐含有率の異なる表12こ示す組成の9
種の熔解物を熔解して、直径約13.4<S〜13.5
1語(0,53〜0.532インチ)の丸棒状の貯蔵品
をつくった。最終冷間加工番こよる圧延に先立ち、各合
金を約1066℃で15分間焼鈍した後空冷した。最終
冷間加工(こよる圧延率は約26%であった。
種の熔解物を熔解して、直径約13.4<S〜13.5
1語(0,53〜0.532インチ)の丸棒状の貯蔵品
をつくった。最終冷間加工番こよる圧延に先立ち、各合
金を約1066℃で15分間焼鈍した後空冷した。最終
冷間加工(こよる圧延率は約26%であった。
最終冷間加工された丸棒を応力破断試験(こ供した結果
、第2図乃至第4図(こ示すような予期以上の驚くべき
硼素含有率と燐含有率との間の相関作用が認められた。
、第2図乃至第4図(こ示すような予期以上の驚くべき
硼素含有率と燐含有率との間の相関作用が認められた。
第2図乃至第4図は、応力破断寿命が合金中の硼素含有
率と燐含有率の間の強い相関作用(こ依存することを示
す図である。
率と燐含有率の間の強い相関作用(こ依存することを示
す図である。
第2図は、700℃でろ6,6Ksiの応力を印加した
場合に2ける破断寿命を、燐含有率の異なる6試料につ
いて、硼素含有率の函数の形で示す図である。0.00
5重量%の燐を含有する合金は硼素の含有率を増すと最
初は僅かな破断寿命の増大を示すけわども、硼素含有率
が[]−,0028重量%以上になると硼素含有率をそ
れ以上増しても破断寿命は増大しないことが曲線30に
よって示さ第1でいる。燐の呼称含有率が0.06重量
%である試料を示す曲線20は、硼素含有率を増す番こ
つわて合金の破断寿命が直線的に増大することを示して
いる。隣の呼称含有率が0.085重量%である試料を
示す曲線10は、硼素含有率を0.0[]088重量か
ら0.0029重量%に増加させると応力破断寿命が6
倍程度にのびることを示していZ0硼素含有率を史ζこ
0.0029重量%から0.0064 重量%+こ増
加させると、破断寿命は更にのびるけれども、のび率は
硼素含有率を0.0008i量%から0.0029重量
%ζこ増したときほど大きくはない。
場合に2ける破断寿命を、燐含有率の異なる6試料につ
いて、硼素含有率の函数の形で示す図である。0.00
5重量%の燐を含有する合金は硼素の含有率を増すと最
初は僅かな破断寿命の増大を示すけわども、硼素含有率
が[]−,0028重量%以上になると硼素含有率をそ
れ以上増しても破断寿命は増大しないことが曲線30に
よって示さ第1でいる。燐の呼称含有率が0.06重量
%である試料を示す曲線20は、硼素含有率を増す番こ
つわて合金の破断寿命が直線的に増大することを示して
いる。隣の呼称含有率が0.085重量%である試料を
示す曲線10は、硼素含有率を0.0[]088重量か
ら0.0029重量%に増加させると応力破断寿命が6
倍程度にのびることを示していZ0硼素含有率を史ζこ
0.0029重量%から0.0064 重量%+こ増
加させると、破断寿命は更にのびるけれども、のび率は
硼素含有率を0.0008i量%から0.0029重量
%ζこ増したときほど大きくはない。
第2図の作成に用いたと同じデータを利用した第3図は
、硼素含有率の異なる3棟の試料について応力破断寿命
を燐含有率の変化の函数として示す図である。硼素の呼
称含有率が0.0[]8重@%である合金を示す曲線6
0は、燐含有率を0 、005重量%以下の水準から約
0.06重量%に増すと破断寿命は催かにのびるけ旧ど
も、燐含有率を更(こ増加させてもそれ以上の破断寿命
の増大は認めらねないことを示している。約0.003
重量%の硼素を含有する合金を示す曲線50は、燐含有
率の増大に従って応力破断寿命がはゾ直線的に増大し、
燐含有率0.005重量%以下での寿命が100時間時
間下あったものが燐含有率が約0.085重量%になる
と寿命は500時間を越えることを示している。硼素含
有率0 、006重量%の合金を示す曲線40は、燐含
有率が約0.Oろ重量%イこなるまては破断寿命の増大
の程度は硼素含有率0.003重量%の合金(曲線50
)の破断寿命の増大の程度よりも著しいが、燐含有率が
0.03重埴%を越えた範囲では同一量の燐含有率の増
加に対する破断寿命の増大度は曲線50で示される硼素
含有率0.006重量%の合金とはゾ等しくなることを
示している。
、硼素含有率の異なる3棟の試料について応力破断寿命
を燐含有率の変化の函数として示す図である。硼素の呼
称含有率が0.0[]8重@%である合金を示す曲線6
0は、燐含有率を0 、005重量%以下の水準から約
0.06重量%に増すと破断寿命は催かにのびるけ旧ど
も、燐含有率を更(こ増加させてもそれ以上の破断寿命
の増大は認めらねないことを示している。約0.003
重量%の硼素を含有する合金を示す曲線50は、燐含有
率の増大に従って応力破断寿命がはゾ直線的に増大し、
燐含有率0.005重量%以下での寿命が100時間時
間下あったものが燐含有率が約0.085重量%になる
と寿命は500時間を越えることを示している。硼素含
有率0 、006重量%の合金を示す曲線40は、燐含
有率が約0.Oろ重量%イこなるまては破断寿命の増大
の程度は硼素含有率0.003重量%の合金(曲線50
)の破断寿命の増大の程度よりも著しいが、燐含有率が
0.03重埴%を越えた範囲では同一量の燐含有率の増
加に対する破断寿命の増大度は曲線50で示される硼素
含有率0.006重量%の合金とはゾ等しくなることを
示している。
第4図に、破断寿命を10を底とする対数目盛で、燐の
含有率(重量%)と硼素含有率(重量%)の積を10を
底とする対数目盛で示す変数の函数の形で示しである。
含有率(重量%)と硼素含有率(重量%)の積を10を
底とする対数目盛で示す変数の函数の形で示しである。
第2図及び第3図の作成に用いたデータに基いて作成し
た曲線100は、破断寿命が燐含有率と硼素含有率の積
の函数であることを示しており、 RL”” (Pftti%XB重ft% )n式中、R
Lは破断寿命 工〕はT=700℃、λ−36.6ksiの場合の曲線
100の傾斜 て表イつさ2することを示している。
た曲線100は、破断寿命が燐含有率と硼素含有率の積
の函数であることを示しており、 RL”” (Pftti%XB重ft% )n式中、R
Lは破断寿命 工〕はT=700℃、λ−36.6ksiの場合の曲線
100の傾斜 て表イつさ2することを示している。
第2図乃至第4図に示したデータから以下のことか明ら
かにさイまた。
かにさイまた。
(1)硼素含有率が約o、ooi重量%又はそれ以下で
ある場合には、燐含有率を0.005重量%から約0.
085重量%に増加させても破断寿命はそ右はど増大し
ない。
ある場合には、燐含有率を0.005重量%から約0.
085重量%に増加させても破断寿命はそ右はど増大し
ない。
(2)燐含有率が0.02重量%未満である場合には、
硼素含有率を増加させても破断寿命はそれほど増大しな
い。
硼素含有率を増加させても破断寿命はそれほど増大しな
い。
従って、本発明合金の場合、少なくとも0 、002重
量%の硼素と少なくとも0.02重箱%の燐とが存在す
ることが臨界条件であると考えら第1る。合金の加工性
及び熔接特性の面から、硼素及び燐の最大含有率は、夫
々、約0.008’重量%及び約0.08重量%以下で
なければならない。
量%の硼素と少なくとも0.02重箱%の燐とが存在す
ることが臨界条件であると考えら第1る。合金の加工性
及び熔接特性の面から、硼素及び燐の最大含有率は、夫
々、約0.008’重量%及び約0.08重量%以下で
なければならない。
破断特性、加工性及び熔接特性の組合わせを最良にする
ため(こけ、0.003重量%〜0.006重量%の硼
素と、0.025重量%〜D、06重量%の燐とが存在
しなけ第1ばならない。上記の範囲内において、硼素含
有率と燐含有率とを同時番こ最大値にまで増加させるこ
とにより、最長の破断寿命が得られる。所望する合金の
燐含有率と硼素含有率の積を別種組成の合金の燐含有率
と硼素含有率の積と等しくなるよう設定することにより
、上記範囲内に8いて硼素含有率と燐含有率の異なる2
種の組成の合金の応力破断寿命をはゾ等しくすることが
できる。
ため(こけ、0.003重量%〜0.006重量%の硼
素と、0.025重量%〜D、06重量%の燐とが存在
しなけ第1ばならない。上記の範囲内において、硼素含
有率と燐含有率とを同時番こ最大値にまで増加させるこ
とにより、最長の破断寿命が得られる。所望する合金の
燐含有率と硼素含有率の積を別種組成の合金の燐含有率
と硼素含有率の積と等しくなるよう設定することにより
、上記範囲内に8いて硼素含有率と燐含有率の異なる2
種の組成の合金の応力破断寿命をはゾ等しくすることが
できる。
第1図は、650℃で1000時間で破断を来たす応力
を重量%基準での燐と硼素と硫黄との合計含有率に対す
る函数の形で示すグラフである。 第2図は、燐含有率を変えた3つの例について、700
℃テ36.6 ksiの応力を加えた場合に硼素含有率
の変化が応力破断寿命に及ぼす影響を示すグラフである
。 第6図は、硼素含有率を変えた6つの例について、70
0℃で36.6ksi、の応力を加えた場合に瀦含有率
の変化が応力破断寿命に及ぼす影響を示すグラフである
。 第4図は、700℃で36.6ksiの応力を加えた場
合における応力破断寿命を燐含有率(重量%)×硼素含
有率(重量%)の函数として示すグラフである。 涛6゛γ(社夙ン FIG・3
を重量%基準での燐と硼素と硫黄との合計含有率に対す
る函数の形で示すグラフである。 第2図は、燐含有率を変えた3つの例について、700
℃テ36.6 ksiの応力を加えた場合に硼素含有率
の変化が応力破断寿命に及ぼす影響を示すグラフである
。 第6図は、硼素含有率を変えた6つの例について、70
0℃で36.6ksi、の応力を加えた場合に瀦含有率
の変化が応力破断寿命に及ぼす影響を示すグラフである
。 第4図は、700℃で36.6ksiの応力を加えた場
合における応力破断寿命を燐含有率(重量%)×硼素含
有率(重量%)の函数として示すグラフである。 涛6゛γ(社夙ン FIG・3
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、 炭素0.02〜0.08重量%と、マンガン7.
5〜2.5重量%と、珪素0.5〜1.0重量%と、゛
燐0.02〜0.08重量%と、硫黄0.004〜0.
01010重量、クロム12.5〜14.5重量%と、
ニッケル14.5〜16.5重量%と、モリブデン1.
5〜2.5重量%と、アルミニウム肌02〜0.05重
量%と、硼素0.002〜0.008市滑%と、チタン
0.1〜0.4重量%と、最大限0.01重量%のジル
コニウムと、ニオビウム0.02〜0.05重量%と、
バナジウムD、D1〜0.05重量%と、タンタルD、
0[15〜0.02重量%と、銅肌01〜0.04重着
%と、最大限0.01重量%の窒素と、最大限0.01
重量%の酸素と、コバルト0.02〜0.05重量%と
、最大限0.06重量幅の砒素とを含有し、残部が他の
不純物を含む主として鉄から成り、重量%基準の燐含有
率と硫黄含有率と硼素含有率の合計か0.06重量%以
上であり、市@%基準でチタニウム(Ti)含有率に対
する炭素含有率と窒素含有率の合計含有率の比が4〜6
であることを特徴とするオーステナイト構造のステンレ
ス鋼。 2、 マンガン1.65〜2.65重量%と、珪素0.
7〜0.9重量%と、燐0.025〜0.06重量%と
、硫黄0.0[’)5〜0.010重量%と、モリブデ
ン1.7〜1.9重量%と、アルミニウム0.02〜0
.04重量%と、硼素り1口りろ〜0.006重量%と
、ニオビウム0.02〜0.04重量%と、バナジウム
0.0) 0.04重量%と、銅0.01〜0.06重
量%と、最大限0.005重量%の¥累と、コバルト0
.02〜0.04重量%とを含有することを特徴とする
特許請求の範囲第1項に記載の合金。 3、 []、Q4乃至肌05重量%程度の炭素が存在す
ることを特徴とする特許請求の範囲第1項又は第2項に
記載の合金。 4、 重量%基準で、チタンの含有率に対する炭素含有
率と窒素含有率の合計の比が4.5〜5.5であること
を特徴とする特許請求の範囲第1項。 第2項又はS6項に記載の合金。 5、 重量%基準での燐含有率と、硫黄含有率と、硼素
含有率との合計が0.065重量%以」二であることを
特徴とする特許請求の範囲第1項、第2項、第3項又は
第4項に記載の合金。 6、 高温、高流量の高速中性子照射雰囲気中で用いる
燃料元素被覆チューブであって、前記特許請求の範囲第
1項乃至第5項の何れか(こ記載の合金から成ることを
特徴とする被覆チューブ。 乙 前記合金が冷間加工さ1]た微細構造を持つことを
特ζ′にとする特許請求の範囲第6項(こ記載の被覆チ
ューブ。 8、面部、高流量の扁球中性子照射雰囲気中で用いる燃
料元素被覆チューブを製造する方法であって、特許請求
の範囲第1項乃至栗5項の何れかに記載の合金を調製す
る工程と、mI記金合金管状(こ加工する工程てあって
各冷間加工の9間焼鈍工程を有する冷間加工工程を含む
加工工程と、10乃至40%の面積圧延をもたらす一+
農、令間加工圧延工程とから成ることを特徴とする方法
。 9、 最終圧延工程か15〜25foの冷間面積圧延工
程であることを特徴とする特許請求の範囲第8項(こ記
載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US484322 | 1983-04-12 | ||
US06/484,322 US4530719A (en) | 1983-04-12 | 1983-04-12 | Austenitic stainless steel for high temperature applications |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS59190351A true JPS59190351A (ja) | 1984-10-29 |
Family
ID=23923668
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP58233469A Pending JPS59190351A (ja) | 1983-04-12 | 1983-12-09 | 高温度下での使用に適するオ−ステナイト構造のステンレス鋼 |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4530719A (ja) |
EP (1) | EP0121630B1 (ja) |
JP (1) | JPS59190351A (ja) |
CA (1) | CA1217359A (ja) |
DE (1) | DE3372791D1 (ja) |
ES (1) | ES8801708A1 (ja) |
Families Citing this family (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4613479A (en) * | 1984-03-14 | 1986-09-23 | Westinghouse Electric Corp. | Water reactor fuel cladding |
US4863682A (en) * | 1988-03-11 | 1989-09-05 | General Electric Company | Austenitic stainless steel alloy |
US4927468A (en) * | 1988-11-30 | 1990-05-22 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Process for making a martensitic steel alloy fuel cladding product |
US5196272A (en) * | 1989-08-01 | 1993-03-23 | Ishikawajima-Harima Heavy Industries Co., Ltd. | Corrosion resistant stainless steel |
JPH0559494A (ja) * | 1991-09-03 | 1993-03-09 | Hitachi Ltd | 耐照射誘起偏析に優れたオーステナイトステンレス鋼 |
US5475723A (en) * | 1994-03-21 | 1995-12-12 | General Electric Company | Nuclear fuel cladding with hydrogen absorbing inner liner |
JP5861599B2 (ja) * | 2012-09-04 | 2016-02-16 | 新日鐵住金株式会社 | 原子炉用オーステナイト系ステンレス鋼 |
CN110951955A (zh) * | 2019-11-11 | 2020-04-03 | 邯郸钢铁集团有限责任公司 | 低成本高强工程机械用钢q460md及其生产方法 |
CN113493881A (zh) * | 2021-06-24 | 2021-10-12 | 江苏良工精密合金钢有限公司 | 超纯净耐热不锈圆钢及制造工艺 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS56127756A (en) * | 1980-03-08 | 1981-10-06 | Power Reactor & Nuclear Fuel Dev Corp | Austenite type steel for reactor core structure of fast neutron reactor |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3118761A (en) * | 1955-05-09 | 1964-01-21 | Westinghouse Electric Corp | Crack resistant austenitic stainless steel alloys |
DE1558635B2 (de) * | 1966-02-10 | 1970-06-18 | Sumitomo Kinzoku Kogyo Kabushiki Kaisha, Osaka (Japan) | Hochfester stabilaustenitischer korrosionsbeständiger Stahl zur Herstellung von Verdampferrohren und Überhitzerrohren |
CA953947A (en) * | 1970-07-14 | 1974-09-03 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | Ni-cr stainless steels excellent in resistance to stress corrosion cracking |
US4158606A (en) * | 1977-01-27 | 1979-06-19 | The United States Department Of Energy | Austenitic stainless steel alloys having improved resistance to fast neutron-induced swelling |
JPS53131397A (en) * | 1977-04-22 | 1978-11-16 | Toshiba Corp | Nuclear fuel element |
JPS5456018A (en) * | 1977-10-12 | 1979-05-04 | Sumitomo Metal Ind Ltd | Austenitic steel with superior oxidation resistance for high temperature use |
US4407673A (en) * | 1980-01-09 | 1983-10-04 | Korenko Michael K | Solid solution strengthened duct and cladding alloy D9-B1 |
DE3070736D1 (en) * | 1980-01-09 | 1985-07-11 | Westinghouse Electric Corp | Austenitic iron base alloy |
US4421572A (en) * | 1982-03-18 | 1983-12-20 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Thermomechanical treatment of alloys |
US4576641A (en) * | 1982-09-02 | 1986-03-18 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Austenitic alloy and reactor components made thereof |
-
1983
- 1983-04-12 US US06/484,322 patent/US4530719A/en not_active Expired - Fee Related
- 1983-12-08 DE DE8383307474T patent/DE3372791D1/de not_active Expired
- 1983-12-08 EP EP83307474A patent/EP0121630B1/en not_active Expired
- 1983-12-09 CA CA000442973A patent/CA1217359A/en not_active Expired
- 1983-12-09 JP JP58233469A patent/JPS59190351A/ja active Pending
- 1983-12-09 ES ES527922A patent/ES8801708A1/es not_active Expired
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS56127756A (en) * | 1980-03-08 | 1981-10-06 | Power Reactor & Nuclear Fuel Dev Corp | Austenite type steel for reactor core structure of fast neutron reactor |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE3372791D1 (en) | 1987-09-03 |
CA1217359A (en) | 1987-02-03 |
ES8801708A1 (es) | 1988-02-16 |
ES527922A0 (es) | 1988-02-16 |
EP0121630A2 (en) | 1984-10-17 |
EP0121630B1 (en) | 1987-07-29 |
US4530719A (en) | 1985-07-23 |
EP0121630A3 (en) | 1985-01-09 |
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