JPS59226158A - 高耐食燃料構造部材の製造法 - Google Patents

高耐食燃料構造部材の製造法

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JPS59226158A
JPS59226158A JP9931583A JP9931583A JPS59226158A JP S59226158 A JPS59226158 A JP S59226158A JP 9931583 A JP9931583 A JP 9931583A JP 9931583 A JP9931583 A JP 9931583A JP S59226158 A JPS59226158 A JP S59226158A
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JP
Japan
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annealing
cold rolling
corrosion resistance
solution treatment
structural member
Prior art date
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Pending
Application number
JP9931583A
Other languages
English (en)
Inventor
Masatoshi Inagaki
正寿 稲垣
Ryutaro Jinbo
神保 龍太郎
Hideo Maki
牧 英夫
Hiromichi Imahashi
今橋 博道
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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  • Heat Treatment Of Nonferrous Metals Or Alloys (AREA)

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、優れた耐食性を有する燃料構造部材の製造法
に関するものである。
〔発明の背景〕
ジルコニウム合金は、熱中性子吸収断面積が小さいこと
及び優れた耐食性を有していることがら原子炉の燃料構
造部材として広く使用されている。
現在の実炉の運転条件下では、その機能を充分に果して
いるが、将来運転期間の長期化をはかるためには、さら
に耐食性を向上させる必要がある。
耐食性向上のためにβクエンチと称される熱処理法が公
知である。βクエンチ法とは、ジルコニウム合金をβ相
生成温度範囲:約830C以上に加熱し、水冷等の方法
によシ急冷する液体化処理である。βクエンチしたまま
のジルコニウム合金においては、とくに延性、クリープ
強度の低下が著しく、燃料被覆管あるいは燃料スペーサ
等燃料構造部材をその最終工程でβクエンチするのは好
しくない。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、高耐食性と優れた機械的性質(とくに
延性及び耐クリープ強度)とを兼備した高耐食燃料構造
部材の製造法を提供することにある。
〔発明の概要〕
本発明。は、βクエンチによシ高耐食化したジルコニウ
ム合金は、βクエンチ後の冷間圧延及び冷間圧延後の焼
なまし条件によっては著しく耐食性が劣下するという新
規な発見にもとづくものである。すなわち、βクエンチ
によシ、低下した延性及び耐クリープ強度は、冷間圧延
及び焼なましを2回以上繰返すことによシ回復するが、
βクエンチ時の加熱温度が低いために、未溶解の金属間
化合物相(主にzr (Cr、Fe)2)が多く残存し
冷間圧延後の焼なましによシ析出が促進され、限界量以
上の析出量となるか、あるいは冷間圧延後の焼なまし温
度が高すぎるために、限界量以上の金属間化合物相が析
出して耐食性が劣下する場合がある。
本発明は、溶体化処理温度を900C以−ヒとすること
により、溶体化処理にひきつづいて施される冷間圧延及
び焼なましによって析出する金属間化合物相の量が限界
量を越えないようにしたものである。
〔発明の実施例〕 実施例1 第1図は、溶体化処理した板材の冷間圧延性に及ぼす溶
体化処理温度の影響を示す。板厚は、10mm及び2N
の2種類である。溶体化処理は、所定の温度に10分間
保持後直ちに水温60cの温水中で急冷する方法で行っ
た。加熱温度の最高1直から、500 C4での平均冷
却速度は6oc/S〜300U/sであった。第1図よ
シ、割れが発生する加工度(板厚減少率)は、溶体化処
理温度が高く々るに従って減少し、溶体化処理温度93
0C以上では、はぼ一定値(板厚10w+mの場合約3
0チ、板厚211111の場合約45%)となることが
わかる。
管材の冷間圧延における熱処理条件に加工限界を求める
ことは圧延機の性質上困難であるが、肉厚10簡管外径
65■の同様の溶体化処理を施した管材を使用し、ピル
ガミルによシ管肉厚4.4 mm 。
管外径35咽に冷間圧延した場合(肉厚減少率=56襲
、断面積減少率ニア5.5%)割れは発生しなかり7’
c。
第2図は、溶体化処理後40%冷間圧延を施した板材断
面の硬さに及ぼす焼なまし温度の影響を示す。・、今2
口はそれぞれ930C,960C。
1oootrでの溶体化処理材の硬さを示す。第2図よ
り、6000以上の温度で焼なまずことによシ冷間圧延
によシ硬化した硬さは160〜170HHvまで低下す
ることがわかる。
第3図は、溶体化処理のままのジルカロイ−2材及び溶
体化処理後500c〜5oot:’で焼なましたジルカ
ロイ−2材を温度:50(l圧カニ105 Ky 5 
/ crlの水蒸気中にて50時間保持し、ノジュラ腐
食の発生状況を調べた結果を示す。○はノジュラ腐食が
発生せず健全な黒色の表面を有していることを示し、×
はノジュラ腐食が発生したことを示している。第4図は
、溶体化処理後冷間圧延(40%)を施し、その仮焼な
ましだジルカロイ−2材の腐食試験結果を示す。第4図
よシ冷間圧延を施した場合、第3図に比較して高耐食域
(!+線部)が狭くなることがわかる。すなわち、溶体
化処理温度870U〜900t:’の範囲では、焼なま
し温度は550c以下、溶体化処理温度930υ〜10
00tGの範囲では、焼なまし温度は630C以下でな
ければならないことがわかる。
第2図よシ500Cでの焼なましでは焼なましが充分で
なく、ひきつづき冷間圧延を行うことがむずかしい。よ
って、930t:’〜1000t:’の温度範囲で溶体
化処理を施し、冷間圧延後、約600Cで焼なましを行
うことによシ冷間圧延性及び高耐食性を兼備させうろこ
とがわかる。
実施例2 第5図は、スペーサ材及び、燃料被覆管の製造工程を示
す。真空溶解によシ製造したジルカロイ−2インゴツト
にβ鍛造、溶体化処理及び熱間圧延あるいは熱間押出し
を施すことによりジルカロイ−2素材を作製した。スペ
ーサ材においては、ジルカロイ−2素材は板材であシ、
燃料被覆管においては管材である。
かかるジルカロイ−2素材に、冷間圧延及び600Cの
焼なましを施しだ後930C〜1000Cの温度範囲で
溶体化処理を施し、冷間圧延、及び600Cでの焼なま
しを2回繰返し、所定の寸法形状を有する燃料スペーサ
及び燃料被覆管を製造した。かかる燃料スペーサ及び燃
料被覆管は高耐食性を有していることを確認した。燃料
被覆管の1回の冷間圧延において、断面減少率は60%
〜80チの範囲であシ、燃料スペーサにおいては、板厚
減少率30チ〜45%であった。
さらに、ジルカロイ−2素材に直接溶体化処理を施し第
5図(b)に示す製造工程に従って、燃料被料被覆管及
びスペーサを製造したがいずれも高耐食性を有している
ことを確認した。
〔発明の効果〕
本発明によれば、高耐食性及び優れた機械的性質を有す
る燃料構造部材が得られ、運転期間が長期化しても使用
し得る燃料構造部材が提供できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、加工度に及ぼす溶体化処理温度の影響を示す
線図、第2図は、冷間圧延材の硬さに及ぼす焼なまし温
度の影響を示す線図、第3図及び第4図は、耐食性に及
ばず溶体化処理温度及赫焼なまし温度の影響を示した状
態図、第5図は、高耐食燃料構造部材の製造工程図であ
る。 名砕化足理シ昆皮(’Cう ’$、 31B 銹54李(YメσPP扁度(”C]

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1、真空溶解、β鍛造、溶体化処理、熱間圧延及び焼な
    ましを施すことによシ製造されたジルコニウム基合金素
    材に、冷間圧延及び焼なましを交互に繰シ返し施す原子
    炉内構造部材の製造工程において、いずれかの冷間圧延
    の前に9000以上の温度範囲で加熱し急冷する溶体化
    処理を施し、冷間圧延後の焼なましは、6300以下の
    温度範囲で行うことを特徴とする高耐食燃料構造部材の
    製造法。
JP9931583A 1983-06-06 1983-06-06 高耐食燃料構造部材の製造法 Pending JPS59226158A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61143572A (ja) * 1985-11-22 1986-07-01 Hitachi Ltd ジルコニウム基合金管の製造法
JPS61163254A (ja) * 1985-01-10 1986-07-23 コンパニー・ユーロペンヌ・ドユ・ジルコニウム・セジユス ジルコニウム合金製ストリツプの製造方法
US5674330A (en) * 1994-08-30 1997-10-07 Compagnie Europeene Du Zirconium Cezus Process for the production of zirconium alloy sheet metal having good resistance to nodular corrosion and to deformation under irradiation
CN104264087A (zh) * 2014-10-16 2015-01-07 苏州热工研究院有限公司 一种Zr-Nb-Cu系合金的制备方法

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