JPS59211560A - 原子炉用Ｎｉ基合金の熱処理方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は特にｌｌ７１温局圧純水中での割れ進展速度が
小なる原子炉用Ｎｉ基合金に対する熱処理法に関する。

〔針；明の背°Ｌ１〕 軽水炉の高幅高圧純水中には数棟のＮｉ基合金が用いら
れているが、なかでも析出硬化型Ｎｉ基合金は優れた耐
熱性と高強度の特性から島弾性材料として各種の部品に
用いられている。一般に析出硬化型Ｎｉ基合金はＮｉと
Ｎｂ、Ａ、４．Ｔｉ等の金属間化合物ｔオーステナイト
地に分散析出させろことにより強化ケ計っている。さら
に従来は特に高温領域における延性向、１：忙目的とし
て固溶化処理においである程ｔＪｔのδ（Ｎｉ３Ｎｂ）
　　相ケ析出せしめることが一般的に行なわれている。

とこ゛ろが上記δ相は結晶粒界ＶＣ優先析出するため、
特に高温延性を必要としない低温領域においては上記δ
相と母相とのはく離によってき裂進展速度が加速される
可能性がある。

我々は、Ｎｂ、Ａ、４．ＴｉＶＣより析出硬化させるＮ
ｉ基合金について軽水炉運転幅度の如く比較的低温域で
かつ純水中における割れ進展速１１　Ｖｃ関する研究ｒ
すすめた結果、適当なる固溶化処理によると上記δ（Ｎ
ｉｓＮｂ）相は析出せず、削■記槻境中において割れ進
展速度の小なるＮｉ基合金？仲ることかできた。

〔発明の目的〕

本発明の目的Ｖよ、１５〜２３Ｃｒ、−２〜４Ｍｏ、−
４０〜６ＯＮｉ−０．ｉ〜１．２Ａｔ、−０，６〜１．
２Ｔ　ｉ　、　−３〜６Ｎｂ　（Ｔ　ａ　）　−Ｆｅか
らなろＮｉ基曾金螢、温度Ｔ、９００〜ｉｏｏ。

Ｃのｉ・１≧囲において第１図＠で示さｔ′シる時間ｔ
Ｏり以ＶＪにおいて１１５１鹸化処哩ｒ釉し、次に時効
硬化処理蛍Ｉ、１４すこと！１′？ｌ−より、旨渦尚圧
純水中における割れ址ＬＩ々速反が小なるＮｉ基合金ケ
提供することＶＣある。

〔・爪明Ｃ）・ｉｉ！ｌｉ：　鳴いろ〕従来、Ｎｂ、ｋ
ｌ、’１’　ｉにより析出硬化させるＮｉ基台Ｑ’／：
ｉ９２７１Ｚ’−１０１０’Ｃ，Ｉ　ＩＩ　、　イＱ冷
σｌ　Ｆ′ｆ’７体化処ｊ４！！後、７１８Ｃ−６２１
ＣＩ　５６ｔｒ／ｈ−炉冷）にて時効処理が行なわれる
。析出硬化に必要なγ″［Ｎｉ３（Ｎｂ、　Ａｔ＋　Ｔ
ｉ）　）相は７１８Ｕ−＝　６２１　’Ｃ（５６ｔＺ’
　／　ｈ−炉冷）における時効処理ＶＣよって析出セー
しめるが、さらＶＣ尚渦領域における々ル性向上の点か
ら同溶化処理においである程ｊ説のδ（Ｎｉ８Ｎｂ）相
ｒイ斤出させている。上＾己δ（Ｎｉ３Ｎｂ）；ｌ目は
結晶粒界Ｖ（優先析出−「るため、母相とＣ１１ｉり肺
が生じ易す＜　、！１．Ｊ−ｖｃ　ｑＨ：、水炉狸転幅
度狽域で純水中における割れ進展・１−１線を大ならし
めることが我々の研究から明らかになつブζ。さらに」
−６Ｃδ（Ｎｉ３Ｎｂ　）相ケ析出させない）′Ｌｅａ
　Ｉ蜆及びｕ、Ｐ間し？−て同イ１′７化処叩ケ行ない
、δ（ＩＮｉ３Ｎｂ）相が含有されない場合の上記環境
中にお（′、する。−］れ九展速度は小ＶＣなること勿
−見い出した。

Ａ＼、Ｎ１基台金における１ｄＩ溶化処理（ｌ）目的は
主として熱１１」」加工後ｃ／Ｉ丹結晶化並びに熱ＩＪ
加工後の今回」］向程で析出した析出物の同溶化にある
。従ってめ寸り高い幅度における同溶化処理な結晶粒の
粗大化ケ招き、靭性が低下し好オしくない。また、低温
度における固溶住処１′！！１はＪ：ロ己目的ケ満足す
るに長時ｒＭ１かかるので好１しくない。七こで、９０
０Ｃ−１０１０Ｃの間における同浴化処理が好捷しい。

次に、上記固溶化処即幅度範四における固溶化処理時間
社、前述の如くδ（１’Ｊｉ３Ｎｂ）相を・析出させな
い範囲、すなわち第１図■（ｌ）範囲ケ満足する時間ｔ
ｌｈ）で行なう必豊かある。上記の時間ｔ　（ｈ）ンユ
従米既知である９２７Ｃ−１０１０ｔｌｌ’における熱
部ｊψ時間である１　ｈよりいずれも短時間となってい
る。上ｉｉｌ：８固溶化処珪に次ぐ時効処理は析出硬化
相であるγ“［Ｎｉｓ　（Ｎｂ、　Ａ４　Ｔ　ｉ　）　
］相紮析出させる析出温度と時間で行えばよく、また時
効処理時におけるδ（ＮｉｓＮｂ　）　ｉｌＪの析出は
ないので既知の力？去で良い。

材料の組成としてに１、従来既知である１５〜２３％Ｃ
ｒ、２〜４％Ｍｏ、４０〜６０％Ｎｊ。

０．１〜１．２％Ａ４，０．６〜１．２％Ｔｉ、３〜６
％Ｎｌ）　（’ｌ’ａ　）、　　０．０１〜０．１２１
Ｃ，０，５％以下（／ＪＳ１及びＭｎ、０．００６％以
下のＢ及び残部が１に質的にＦｅよりなる析出硬化型Ｎ
ｉ基合金について前述の効果があることが判明しており
、高強度、配食性及び経済性の点から既知組成でよい。

軽水・枦運転渦匿の如く比較的低温度においては杢力広
ＶＣよりδ（Ｎｉ３Ｎｂ）相紫析出せしめなくとも延性
は十分である。

〔発明σ）実施例〕

以下、本発明の具体的な実施例ケ示す。第１表は実験に
供した供試材の化学イ１１成（１１ｉ：　ｊ＋ｆ：襲）
を示す。供試材ケ受入れ後、第２表に示−リ１ω溶化処
理及び時効処理勿施した試料Ａ、Ｂ、Ｃ及びＤ？作製し
た。第２図は、第２表におけろ各試料の固溶化処理幅度
及び時間の関係ケ図示したものである。

衣　２ 第２図で示されるδ（Ｎｉ３Ｎｂ　）相析出曲線と各試
料の固溶化熱処理条件との関係から明らかなように、試
料Ａ−Ｃは固溶化処理においてδ（Ｎｉ３Ｎｂ）相を析
出させたもｌ／）、試料りは固溶化処理においてδ（Ｎ
ｉｓＮｂ）相奮析出させないものである。

第３図は、試料Ａ、Ｂ、Ｃ及びＤの組織写真？示す。前
述から予想されるように、試料Ａ、Ｂ及びＣの場合、主
として結晶粒界に矩形の析出物が存在する。試料Ａ、Ｂ
及びＣｔ比絞すると、δｆＮｉ３Ｎｂ）相析出曲線から
の保持時間が比較的快い試料Ａ及びＢに比べて、その保
持時間が短い試料りにおける析出物は微細化の傾向にあ
る。一方、試料りには析出物の存在は認められない。

上記試料Ａ、Ｂ、Ｃ及びＤの割れ進展速度を求めるため
一般的に用いられているＣｏｍｐａｃｔＴｅｎｓｉｏｎ
　　（ＣＴ　）試験片金側いて、２８８Ｃ。

８１）ｐ１ｎ０２　高温純水中においてそれぞれの割れ
進展速吐ケ調べた。その結果を第４図に示す。第４図よ
り以下αフことが明らかである。

すなわち、試料Ａ及びＢの割れ進展速度が最も速い。試
料１）の割れ進展速ｌ史は１″ｌ・４もＩＩＹＪ　＜な
っている。また、試料Ｃの割れ進展速度は両者の中間に
位置している。

このように、固溶化処理におりてδ（Ｎ＋５Ｎｂ）札ケ
析出させなければ、第４図試料りから明らかなように割
れ進展速度が小となることがイｉｉｒｇされｔ−０また
、第４図試料Ｃの結果力１られかるように、同溶化処理
によってδ（ＮｉｓＮｂ）和音析出せしめても、その析
出物の大きさ、分布が少なくなると割れ進展速度は小と
なる。

〔梶明の効果〕

本発明方法によれば、軽水炉運転温度の如く比較的低温
度でかつ純水中における割れ進展速１度が極めて小さく
なるので、前記析出硬化型Ｎｉ基合金の特性改善に効果
がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はδ（Ｎｉ３Ｎｂ）相析出曲べと温度及び時間の
関係線図、第２図は実施例にて用いた試料Ａ。 Ｂ、Ｃ及びＤの固溶化熱処理条件とδ（Ｎｉ３Ｎｂ）相
析出曲線との関係線図、第３図は固溶化処理によシδ（
Ｎｉ３Ｎｂ）相奮析出させた試料Ａ、Ｂ及びＣ、ｉｌｉ
びＶＣり１出させない試２４１）に】組織の顕微緯写真
、第４図は上記試料Ａ、Ｂ、Ｃ及びＤの２８８Ｃ。 ３ｐｐ＋ｎＱ２尚潟純水中Ｖこおけるν；Ｕれ進展速度
と応力拡大係数中の１男係ケ示す曲線図である。 Ａ、　Ｌｌ、　Ｃ，Ｄ・・・試料。 代１」人　ラＰ理士　高イｆ６明夫 竿　１　目 ｐｒ闇　　＜ｈ） 第２　目 θ、／　　　　　　／　　　　　　／θ　　　　ノ＋！
７ρ綺　川　（ｔＬ） 図面の浄書（内容に変更なし） ＄　３　目 茅　４　口 ａ　Ｋｌ　（ｙ３Ｍｐ−’　） ’ｌ；’Ｉ漕庁長′自　若杉和夫殿 小作の人手 昭（１＋　５８年′ｌ−５許１９ｆ」第　８５８０１　
　ｉじ発明の名称 原子炉用Ｎ！基合金の熱処理方法 補止をする者 １ｉｆ’ｌとの関係　　１．′□１ごｔ：Ｉ；Ｉ顧人名
　　１箱５１ｕｉ　＋１、式会１１］」　　　立　　袈
　　イ乍　）す１代　　　」′ｌＩｌ　　　　人 居　　ＩＱｊ］〒Ｈａｕｌ東卓都「−代田区丸の内−Ｊ
−ｌ」５計１号補正の月象 図１ｆｉ（第３図＋　　　−＝、７＝ 訂正図面（第３図）、ご別紙の通り

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、　　重量％にてＣｒ１５〜２３チ、Ｍ　ｏ　２〜４
   　％、Ｎｉ４ｏ〜６０％、Ａ　ｔ　Ｏ，１〜１．２％、
   Ｔｉ０１６〜１．２％、Ｓｉ及びＭ　ｎ　０．５　％以
   下、Ｃ０１Ｏ１〜０．１２％、Ｎ’ｂと’ｒａが型砂又
   は複合で３〜６チ、８０．００６％以下及び残部が実質
   的ＶｃＦｅからなり、主にγ”［Ｎｉｓ　（Ｎｂ、　ｋ
   ｔ、　Ｔ　ｉ　）　：］相忙析出硬化させ、そのマトリ
   ックスが主にｒ（オーステナイト）組織であって、斜方
   晶のδ［Ｎｉ、Ｎｂｌイ１」ケ含イーしないように溶体
   化処理温度とその保持１１Ｍｆｉ−Ｆｌ忙調整すること
   ケ特徴とする原子炉用Ｎ　ｉ　ＡＭ金合金熱処理方法。