JPS6033891B2 - Corrosion-resistant zirconium alloy and its manufacturing method - Google Patents

Corrosion-resistant zirconium alloy and its manufacturing method

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JPS6033891B2
JPS6033891B2 JP57161668A JP16166882A JPS6033891B2 JP S6033891 B2 JPS6033891 B2 JP S6033891B2 JP 57161668 A JP57161668 A JP 57161668A JP 16166882 A JP16166882 A JP 16166882A JP S6033891 B2 JPS6033891 B2 JP S6033891B2
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zirconium
corrosion
zirconium alloy
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金光 佐藤
恵美子 東中川
純子 川島
靖弘 服部
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Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 発明の技術分野 本発明は、原子炉の鹸造材あるいは化学装置の構造材は
ど耐食性を要求される構造材として用いられる耐食ジル
コニウム合金およびその製造方法に関するものである。
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a corrosion-resistant zirconium alloy used as a structural material that requires corrosion resistance, such as a saponification material for a nuclear reactor or a structural material for a chemical device, and a method for manufacturing the same. .

発明の技術的背景とその問題点一般にジルカロイ−2、
ジルカロイー4などのジルコニウム合金は、熱中性子吸
収断面積が小さし・こと、原子内環境に対する耐食性に
優れていること、構造材料として機械的性質を充分に備
えていることなどの理由から原子炉の炉内構造材料とし
て多く用いられている。
Technical background of the invention and its problems Generally, Zircaloy-2,
Zirconium alloys such as Zircaloy 4 are used in nuclear reactors because of their small thermal neutron absorption cross section, excellent corrosion resistance in the atomic environment, and sufficient mechanical properties as structural materials. It is often used as a structural material inside the furnace.

しかしながら、これらジルコニウム合金は、その使用時
間の経過とともに、いわゆるノジュラーコロージョンと
呼ばれる腐食反応による白色腐食生成物が、その表面に
斑点状に生成してくる。
However, as these zirconium alloys are used for a long time, white corrosion products due to a corrosion reaction called so-called nodular corrosion are formed in spots on the surface of the zirconium alloys.

これはジルコニウム合金が高温水と反応し、生成された
水素が合金基材と表面の酸化膜との間に蓄積して腐食生
成物を形成するものである。この腐食生成物は、経時的
に表面に集積し、ついには表面かな剥離しせ、構造材の
強度低下を招くおそれがある。また生成された水素が合
金内部に侵入するジルコニウムの水素化物が形成され、
これが表面と垂直方向に形成されると、連続した水素化
物によろいわゆる水素脆性の問題があった。このような
問題点を解決するため、カリウム、イットリウムーウル
シウム系をジルコニウム合金の組成分とした合金(米国
特許第3261682号参照)、あるいは金、銀、白金
、ニッケル、クロム若しくはニオブな不活性な異種金属
層でジルコニウム合金の構造材の表面を被覆して、この
異種金属層により水素の侵入を防止するようにしたもの
(特関昭52一562y号参照)などが従来提案されて
いる。
This is because the zirconium alloy reacts with high-temperature water, and the generated hydrogen accumulates between the alloy base material and the oxide film on the surface, forming corrosion products. These corrosion products accumulate on the surface over time and may eventually cause the surface to peel off, leading to a decrease in the strength of the structural material. In addition, a zirconium hydride is formed in which the generated hydrogen penetrates into the interior of the alloy.
When this is formed in a direction perpendicular to the surface, there is a problem of so-called hydrogen embrittlement due to the continuous hydride. In order to solve these problems, alloys containing potassium, yttrium-ursium as a zirconium alloy (see US Pat. No. 3,261,682), or inert materials such as gold, silver, platinum, nickel, chromium or niobium have been developed. A structure in which the surface of a zirconium alloy structural material is coated with a dissimilar metal layer to prevent hydrogen from penetrating has been proposed (see Tokusei No. 52-562y).

しかしながら、これらの方法は技術的に煩雑で、且つ経
済的にも高価であり、特に後者の異種金属層を京存させ
る構造は接触腐食などの問題を新たに生じ、満足できる
解決手段ではない。
However, these methods are technically complicated and economically expensive, and in particular, the latter structure in which dissimilar metal layers are present causes new problems such as contact corrosion, and is not a satisfactory solution.

発明の目的本発明は、かかる従来の問題点に鑑みなされ
たもので、優れた耐ノジュラーコロージョン性を有する
と共に、水素腕化を防止した耐食ジルコニウム合金およ
びその製造方法を提供するものである。
OBJECTS OF THE INVENTION The present invention was made in view of the conventional problems, and provides a corrosion-resistant zirconium alloy that has excellent nodular corrosion resistance and prevents formation of hydrogen arms, and a method for producing the same.

発明の概要 本発明者等は、ジルコニウム合金に耐ノジュラーコロ−
ジョン性を改善するため、水蒸気環境下における合金部
材表面の腐食状態を研究したところ、部材表面の結晶面
配向によって、白色腐食生成物の発生状態が異なること
を見し、出し、この知見に基づいてなされたものである
Summary of the Invention The present inventors have developed a zirconium alloy with nodular corrosion resistance.
In order to improve corrosion resistance, we researched the corrosion state of the surface of alloy members in a water vapor environment and found that the state of generation of white corrosion products differs depending on the crystal plane orientation of the member surface. It was made by

即ち、本発明は重量比でSnl.7%以下、Feo.2
4%以下、Cro.15%以下、Nio.08%以下、
及びNb2.5%以下のうちから選ばれる少なくとも1
種と残部がZrからなるジルコニウム合金の少なくとも
表面近傍に位置するジルコニウム六万格子のく0001
>が、前記合金の表面に対して垂直方向に配向している
ことを特徴とする耐食ジルコニウム合金を第1の要旨と
する。
That is, the present invention has a weight ratio of Snl. 7% or less, Feo. 2
4% or less, Cro. 15% or less, Nio. 08% or less,
and at least one selected from Nb2.5% or less
Zirconium lattice 0001 located at least near the surface of a zirconium alloy whose seeds and remainder are Zr
A first aspect of the present invention is a corrosion-resistant zirconium alloy characterized in that the zirconium alloy is oriented in a direction perpendicular to the surface of the alloy.

また、本発明は重量比でSnl.7%以下、Feo.2
4%以下、Cro.15%以下、Njo.08%以下及
びNb2.5%以下のつちから選ばれる少なくとも1種
と残部がZrからなるジルコニウム合金を、冷間圧延加
工前の板厚T、冷間圧延加工仕上り板厚tとして(T−
t)/T×100%で表わされる加工率が10%以上と
なるように冷間圧延加工した後、ジルコニウム合金の結
晶化温度以上、8相生成温度未満で競鈍して、少なくと
も表面近傍に位置するジルコニウム六万格子のく000
1>を、前記合金の表面に対して垂直方向に配向させる
ことを特徴とする耐食ジルコニウム合金の製造方法を第
2の要旨とする。
Moreover, the present invention has a weight ratio of Snl. 7% or less, Feo. 2
4% or less, Cro. 15% or less, Njo. A zirconium alloy consisting of at least one selected from 08% or less and 2.5% or less Nb, and the remainder being Zr, is given a thickness T before cold rolling and a finished cold rolling thickness t (T-
After cold rolling so that the working rate expressed as t)/T x 100% is 10% or more, competitive slowing is performed at a temperature above the crystallization temperature of the zirconium alloy and below the 8-phase formation temperature, at least near the surface. Zirconium 60,000 lattice located 000
1> is oriented in a direction perpendicular to the surface of the alloy.

更に、本発明は重量比でSnl.7%以下、Feo.2
4%以下、Cro.15%以下、Nio.08%以下、
及びNb2.5%以下のうちから選ばれる少なくとも1
種と残部がZrからなるジルコニウム合金を、圧縮加工
前の断面積D、圧縮加工仕上り断面積dとして、(D−
d)/D×100%で表わされる加工率が2%以上とな
るように圧縮加工して、少なくとも表面近傍に位置する
ジルコニウム六万格子のく0001>を前記合金の表面
に対して垂直方向に配向させることを特徴とする耐食ジ
ルコニウム合金の製造方法を第3の要旨とする。
Furthermore, the present invention provides a weight ratio of Snl. 7% or less, Feo. 2
4% or less, Cro. 15% or less, Nio. 08% or less,
and at least one selected from Nb2.5% or less
A zirconium alloy whose seed and remainder are Zr has a cross-sectional area D before compression processing and a cross-sectional area d after compression processing, (D-
d) Compression processing is performed so that the processing rate expressed by /D x 100% is 2% or more, and the zirconium 60,000 lattice located at least near the surface is processed in a direction perpendicular to the surface of the alloy. The third gist is a method for manufacturing a corrosion-resistant zirconium alloy characterized by orientation.

以下本発明を詳細に説説明する。The present invention will be explained in detail below.

本発明に用いる前記組成範囲のジルコニウム合金として
は、例えば重量比でスズ1.2〜1.7%、鉄0.07
〜0.20%、クロム0.05〜0.15%、ニッケル
0.03〜0.08%、残部ジルコニウムよりなるジル
カロィ−2と呼称されているもの、スズ1.2〜1.7
%、鉄0.18〜0.24%、クロム0.07〜0.1
3%、残部ジルコニウムよりなるジルカロィ−4と呼称
されているもの、あるいはジルコニウム−2.5%ニオ
ブ系、ジルコニウム−1%ニオブ系、またはオーゼナイ
トなどのジルコニウム合金に適用することができる。
For example, the zirconium alloy having the above composition range used in the present invention has a weight ratio of 1.2 to 1.7% tin and 0.07% iron.
-0.20%, chromium 0.05-0.15%, nickel 0.03-0.08%, balance zirconium, which is called Zircaloy-2, tin 1.2-1.7
%, iron 0.18-0.24%, chromium 0.07-0.1
It can be applied to zirconium alloys such as Zircaloy-4, which is composed of 3% zirconium and the balance is zirconium, or zirconium alloys such as zirconium-2.5% niobium series, zirconium-1% niobium series, or ausenite.

本発明合金は、少なくともその表面近傍に位置するジル
コニウム六万格子のく0001>が合金表面に対して垂
直に配向しているものである。
In the alloy of the present invention, the zirconium 60,000 lattice cells located at least near the surface thereof are oriented perpendicularly to the alloy surface.

第1図はジルカロィ−4における従来の集合組織を示す
模式図で、ジルコニウム六方外子の(0001)面に対
して垂直なく0001〉を矢印で示しており、く000
1)は比較的ランダムな配向となっている。
Figure 1 is a schematic diagram showing the conventional texture of Zircaloy-4, in which arrows indicate 0001〉, which is not perpendicular to the (0001) plane of the hexagonal zirconium core, and
1) has a relatively random orientation.

これは対して本発明合金は第2図に示すように〈000
1〉が表面に対して垂直な方向に揃って配向されている
。このく0001>が、合金表面に対して垂直に配向す
る割合を表わす指標として集合組織のfR値が用いられ
ているが、本発明合金ではこのfR値が0.66以上で
あり、経済的な実用範囲では0.66〜0.70が望ま
しい。
On the other hand, the alloy of the present invention has <000
1> are aligned in the direction perpendicular to the surface. The fR value of the texture is used as an index to express the proportion of 0001> oriented perpendicularly to the alloy surface, and the fR value of the alloy of the present invention is 0.66 or more, making it economical. In the practical range, 0.66 to 0.70 is desirable.

次に本発明合金の製造方法について説明する。Next, a method for producing the alloy of the present invention will be explained.

本発明合金において板材を製造する場合、ィンゴットを
熱間加工した素材を冷間圧延加工と焼鈍を繰り返して所
定の仕上り厚さまで圧延して板材を製造する。本発明に
おいては、熱間加工後の素材を冷間圧延加工する工程で
、各冷間圧延加工の圧延率の総計、即ち熱間加工素材(
冷間圧延加工前の素材)の板厚T、袷間圧延加工仕上り
板厚tとして、(T−t)/T×100%で表わされる
加工率が10%以上、好ましくは15〜98%圧延する
When producing a plate material using the alloy of the present invention, the plate material is produced by repeatedly cold rolling and annealing a material obtained by hot working an ingot to a predetermined finished thickness. In the present invention, in the step of cold rolling the material after hot processing, the total rolling rate of each cold rolling process, that is, the hot processed material (
The processing rate expressed as (T-t)/T x 100% is 10% or more, preferably 15 to 98%, as the plate thickness T of the material before cold rolling and the finished plate thickness t of cross-rolling. do.

この理由は、その加工率を10%未満にすると、ジルコ
ニウム合金の表面近傍に位置するジルコニウム六慢格子
のく0001〉を前記合金の表面に対して垂直方向に揃
って配向させることが困難となる。更に、前記冷間圧延
加工後に行なう屍鈍はジルコニウム合金の再結晶化温度
(約550o○)以上、8相生温度(約8400C)未
満、望ましくは700〜8400○の範囲で加熱を行な
った後、空冷する。かかる焼鈍時の温度条件を限定した
理由は、前記温度範囲を逸脱すると、ジルコニウム合金
の表面近傍に位置するジルコニウム六方格子のく000
1〉を前記合金の表面に対して垂直方向に揃って配向さ
せることが困難となる。この結果、冷間圧延加工で表面
に対してやや傾いた状態で配向してし、たジルコニウム
六方格子のく0001〉は、この焼鈍により垂直に揃っ
た状態を得ることができる。従来のジルコニウム合金を
板材に成形する場合の焼錨工程は、冷間圧延加工により
加工硬化した板材を単に軟化させるために行なうもので
、再結晶化温度よりやや高い620qo程度の加熱短時
間行なっていた。しかしながら、本発明では、この焼純
を高温度または長時間、実用的には700二○以上の高
温加熱を1〜5時間程度行なうことによりジルコニウム
六方格子の〈0001>を積極的に規制配同して耐食性
の向上を図ったものである。次に本発明の第2の製造方
法について説明すると、ジルコニウム合金を圧縮加工し
て、少なくとも表面近傍のジルコニウム六方格子の〈0
001〉を、合金表面に対して垂直に配向させるもので
ある。
The reason for this is that if the processing rate is less than 10%, it becomes difficult to orient the zirconium hexagonal lattice 0001〉 located near the surface of the zirconium alloy in a direction perpendicular to the surface of the alloy. . Furthermore, the annealing performed after the cold rolling process is performed at a temperature above the recrystallization temperature of the zirconium alloy (approximately 550°C) and below the 8-phase formation temperature (about 8400°C), preferably in the range of 700 to 8400°C, and then Air cool. The reason for limiting the temperature conditions during annealing is that if the temperature range is exceeded, the zirconium hexagonal lattice located near the surface of the zirconium alloy
1> is difficult to align in a direction perpendicular to the surface of the alloy. As a result, the hexagonal zirconium lattice (0001), which was oriented in a slightly inclined state with respect to the surface during cold rolling, can be aligned vertically by this annealing. The conventional sintering process for forming zirconium alloys into plates is carried out simply to soften the plates that have been work-hardened by cold rolling, and is heated for a short period of time to approximately 620 qo, which is slightly higher than the recrystallization temperature. Ta. However, in the present invention, the <0001> of the zirconium hexagonal lattice is positively regulated by heating the sintered body at a high temperature or for a long time, in practice, at a high temperature of 700° or higher for about 1 to 5 hours. This is intended to improve corrosion resistance. Next, the second manufacturing method of the present invention will be described. A zirconium alloy is compressed and the zirconium hexagonal lattice at least near the surface is
001> is oriented perpendicularly to the alloy surface.

この圧縮加工は、圧縮加工前の断面積D、圧縮加工仕上
り断面積dとして、(D−d)/D×100%で表わさ
れる加工率が2%以上、望ましくは3〜85%となるよ
うに行なう。この理由は、その加工率を2%未満にする
と、ジルコニウム合金の表面近傍に位置するジルコニウ
ム六方格子の〈0001〉を前記合金の表面に対して垂
直方向に揃って配向させることが困難となる。この圧縮
加工方法としては、例えばショットブラスト、ショット
ピーニング、グリツトブラスト、サンドブラストなどの
ピーニング加工の他、ェクストルージョンスエージ、ロ
ータリースエージなどのスエージング加工、或いはプレ
ス加工等の方法が用いられる。この場合、ピーニング加
工は合金部材の表面にのみ機械的な圧縮加工を行なうも
ので、ロッドなどの素材から所定の形状に切削加工や、
スェージング加工を行なって仕上形状とした合金部材の
表面にピーニング加工を行なうことにより表面近傍のジ
ルコニウム六万格子の〈0001>を表面と垂直に酉己
向させることができる。なおスェージングやプレス加工
を軽く行なうことによっても、同機に表面近傍の酉己向
状態を揃えることができる。また圧縮加工を施した合金
部材の表面には、多少凹凸が残るので、圧縮加工した表
面層が残る程度に軽く切削加工して表面を仕上げると良
い。また合金素材全体を強く圧縮加工して、内部までジ
ルコニウム六方格子の〈0001〉を揃えても良く、例
えば合金ロッドをスェージングにより強く圧縮加工した
後、この合金ロッドを所定の部材形状に切削加工する方
法でも良い。
This compression processing is performed so that the processing rate expressed as (D-d)/D x 100% is 2% or more, preferably 3 to 85%, where the cross-sectional area D before compression processing and the cross-sectional area d after compression processing are expressed as (D-d)/D x 100%. go to The reason for this is that if the processing rate is less than 2%, it becomes difficult to orient the <0001> of the zirconium hexagonal lattice located near the surface of the zirconium alloy in a direction perpendicular to the surface of the alloy. Examples of this compression processing method include peening processing such as shot blasting, shot peening, grit blasting, and sandblasting, swaging processing such as extrusion swaging and rotary swaging, and pressing processing. In this case, the peening process is a mechanical compression process performed only on the surface of the alloy member, and involves cutting a material such as a rod into a predetermined shape,
By peening the surface of an alloy member that has been given a finished shape by swaging, the <0001> of the zirconium 60,000 lattice near the surface can be oriented perpendicularly to the surface. By performing light swaging or pressing, it is possible to align the orientation of the surface near the surface of the machine. Furthermore, since some unevenness remains on the surface of an alloy member that has been subjected to compression processing, it is preferable to finish the surface by cutting it lightly to the extent that the compression processing surface layer remains. Alternatively, the entire alloy material may be strongly compressed to align the <0001> of the zirconium hexagonal lattice to the inside. For example, after strongly compressing an alloy rod by swaging, this alloy rod is cut into a predetermined member shape. Any method is fine.

また本発明は圧縮加工だけでな〈冷間圧延加工と複合し
て行なっても良く。
Further, the present invention may be performed not only by compression processing but also in combination with cold rolling processing.

また押出し加工や引抜き加工の様に圧縮と圧延が同時に
進向し、〈0001〉を所定の方向に酉己向させる方法
でも良し、。また圧縮加工の後に、前記と同様に焼錨工
程を付加した方法でも良い。このようにして得られた本
発明の耐食ジルコニウム合金は、少なくとも表面近傍に
位置するジルコニウム六方格子の〈0001>が、合金
表面に対して垂直に配向しているので耐/ジュラーコロ
ージョン性に優れている。
Alternatively, a method may be used in which compression and rolling proceed simultaneously, such as in extrusion processing or drawing processing, and <0001> is directed in a predetermined direction. Alternatively, a method in which a sintering process is added after the compression process in the same manner as described above may also be used. The corrosion-resistant zirconium alloy of the present invention thus obtained has excellent resistance to Dural corrosion because the <0001> of the hexagonal zirconium lattice located at least near the surface is oriented perpendicularly to the alloy surface. There is.

これはジルコニウム六万格子のく0001>が、合金表
面に対して垂直に配向していると、高温水との接触によ
って生成された水素が、配向方向に沿って内部に侵入し
、表面のジルコニウム酸化膜部分での水素の蓄積が防止
乃至抑制され、この結果、白色腐食生成物の発生を防止
して耐コロージョン性が向上するものであると考えられ
る。また〈0001〉に沿って合金内部に侵入した水素
によって生成される板状のジルコニウム水素化物は、合
金表面と平行に形成され、垂直方向に連続しないので水
素腕化による危険性を少なくすることができる。なお本
発明では合金について説明したが、チタン、ハフニウム
あるいはこれらの合金に耐食性向上にも同様に適用する
ことができる。
This is because when the zirconium 60,000 lattice 0001> is oriented perpendicular to the alloy surface, hydrogen generated by contact with high-temperature water enters the interior along the orientation direction, and the zirconium lattice on the surface It is thought that the accumulation of hydrogen in the oxide film portion is prevented or suppressed, and as a result, the generation of white corrosion products is prevented and corrosion resistance is improved. In addition, the plate-shaped zirconium hydride produced by hydrogen penetrating into the alloy along <0001> is formed parallel to the alloy surface and is not continuous in the vertical direction, reducing the risk of hydrogen arm formation. can. Although the present invention has been described with respect to alloys, it can be similarly applied to titanium, hafnium, or alloys thereof to improve corrosion resistance.

発明の実施例 実施例 1 市販のジルカロィ−4を消耗電極式真空アーク溶解炉を
用いて熔解し、得られた銭塊を熱間鍛造して厚さ3仇蚊
の板状に形成した。
EXAMPLES OF THE INVENTION Example 1 Commercially available Zircaloy-4 was melted using a consumable electrode type vacuum arc melting furnace, and the obtained coin coins were hot forged to form a plate shape with a thickness of 3 mm.

この素材を冷間圧延加工と焼鈍を繰返して3回行なって
、最終的に厚さ2側の板材とした。この錫合冷間圧延加
工における総圧延率は93%であり、また糠鈍条件は7
5000で3時間加熱した後、空冷した。得られたジル
コニウム合金板をX線回析して、〈0001)の鯨向状
態を調べたところ、fR値は0.689であった。この
合金板より試験片を切り出し、この表面を粒蚤約25山
mのダイヤモンド粉で表面研磨した後、50000、1
07k9/c確の水蒸気環境中に保持した。上記試験に
おいて、保持時間4餌時間後においても表面には斑点状
の白色生成物の発生は全く認められなかった。
This material was subjected to repeated cold rolling and annealing three times to finally obtain a plate material with a thickness of 2. The total rolling rate in this tin cold rolling process was 93%, and the bran dulling condition was 7.
After heating at 5,000° C. for 3 hours, it was air cooled. The obtained zirconium alloy plate was subjected to X-ray diffraction to examine the whale orientation state of <0001), and the fR value was 0.689. A test piece was cut out from this alloy plate, and the surface was polished with diamond powder having a particle size of about 25 m.
It was maintained in a water vapor environment of 0.07k9/c. In the above test, no speckled white product was observed on the surface even after a holding time of 4 feeding hours.

また腐食による重量増加量の変化状態ご調べたとこの、
第3図のグラフに実線aで示すようになった。また本発
明と比較するために上記方法において焼鈍を620qo
で2時間加熱後、空冷した従釆のジルコニウム合金板を
圧延成形した。
We also investigated the change in weight increase due to corrosion.
This is now shown by the solid line a in the graph of FIG. In addition, for comparison with the present invention, annealing was performed at 620 qo in the above method.
After heating for 2 hours, the secondary zirconium alloy plate was air-cooled and rolled.

この合金板をX線回析してく0001)の配向状態を調
べたところ、fR値は0.623でたった。また水素気
中の腐食試験では、数時間経過後、斑点状の白色腐食生
成物が発生し、時間とともに大きく成長した。この腐食
による重量増加量の変化状態を調べたところ第3図のグ
ラフに破線bで示すようになった。実施例 2ジルカロ
ィ−2を消耗電極式真空アーク溶解炉を用いて溶解し、
得られた鏡塊を鍛造プレス機を用いて鍛造した後、これ
を機械加工して中空ビレットを作製した。
When this alloy plate was subjected to X-ray diffraction to examine the orientation state of 0001), the fR value was found to be 0.623. In addition, in a corrosion test in a hydrogen atmosphere, white speckled corrosion products were generated after several hours and grew larger over time. When the change in weight increase due to this corrosion was investigated, it became as shown by the broken line b in the graph of FIG. Example 2 Zircaloy-2 was melted using a consumable electrode type vacuum arc melting furnace,
The obtained mirror ingot was forged using a forging press machine, and then machined to produce a hollow billet.

次いでこの中空ビレットを熱間押出しした後、ピルガ−
圧延機により3回の冷間圧延を施して管を作製した。こ
の管にスェージングにより打撃振動を与え断面競加工率
6%の圧縮加工を施した。得られたジルコニウム合金管
をX線回析により〈0001〉の酉己向状態を調べたと
ころfR値は0.701であった。
Next, after hot extruding this hollow billet, a pilger
A tube was produced by cold rolling three times using a rolling mill. This tube was subjected to impact vibration by swaging and compressed at a cross-sectional competitive processing rate of 6%. When the resulting zirconium alloy tube was examined for <0001> orientation by X-ray diffraction, the fR value was 0.701.

またこの管より試験片を切り出し、上記実施例1と同様
に高圧水蒸気中で腐食試験を行なったところ、24時間
経過後においても白色腐食生成物の発生は全く認められ
ず、また腐食による重量増加量も第4図のグラフに実線
aで示す通り約70の9/dm2という低腐食増量であ
り、優れた耐ノジュラーコロージョン性を有することが
確認された。また本発明と比較するために、スェージン
グによる圧縮加工を行なわない合金管についても、その
fR値を測定したところ、0.620であり、また高圧
水蒸気中における腐食試験では、第4図にグラフに破線
bで示す如く、腐食増量は約650の9/dn2であっ
た。
In addition, a test piece was cut out from this tube and subjected to a corrosion test in high-pressure steam in the same manner as in Example 1. As a result, no white corrosion products were observed even after 24 hours had passed, and there was no increase in weight due to corrosion. As shown by the solid line a in the graph of FIG. 4, the corrosion weight increase was as low as about 70 9/dm2, and it was confirmed that it had excellent nodular corrosion resistance. In addition, for comparison with the present invention, the fR value of an alloy tube that was not compressed by swaging was measured and was 0.620, and the corrosion test in high-pressure steam was shown in the graph in Figure 4. As shown by the broken line b, the corrosion weight increase was about 650 9/dn2.

発明の効果 以上説明した如く、本発明に係わる耐食ジルコニウム合
金およびその製造方法によれば、合金表面近傍のジルコ
ニウム六万格子の(0001)面を表面と垂直に配向す
ることにより、優れた耐ノジュフーコロージョン性を有
すると共に、水素腕化の危険性を防止することができ、
特に高温水と接触する原子炉や化学装置の構造材として
有効である。
Effects of the Invention As explained above, according to the corrosion-resistant zirconium alloy and the manufacturing method thereof according to the present invention, the (0001) plane of the zirconium 60,000 lattice near the alloy surface is oriented perpendicularly to the surface, thereby achieving excellent corrosion resistance. It has Jufu corrosion properties and can prevent the risk of hydrogen arm formation.
It is particularly effective as a structural material for nuclear reactors and chemical equipment that come into contact with high-temperature water.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図はジルカロィ−4における従来の集合組織を示す
模式図、第2図は本発明の耐食ジルコニウム合金の集合
組織を示す摸式図、第3図おゆび第4図は本発明の実施
例による耐食ジルコニウム合金と、従来のジルコニウム
合金の腐食による重量変化状態を示すグラフである。 第1図 第2図 第3図 第4図
Figure 1 is a schematic diagram showing the conventional texture of Zircaloy-4, Figure 2 is a schematic diagram showing the texture of the corrosion-resistant zirconium alloy of the present invention, Figure 3 is an example of the present invention, and Figure 4 is an example of the present invention. 2 is a graph showing weight changes due to corrosion of a corrosion-resistant zirconium alloy and a conventional zirconium alloy. Figure 1 Figure 2 Figure 3 Figure 4

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 重量比でSn1.7%以下、Fe0.24%以下、
Cr0.15%以下、Ni0.08%以下、及びNb2
.5%以下のうちから選べれる少なくとも1種と残部が
Zrからなるジルコニウム合金の少なくとも表面近傍に
位置するジルコニウム六方格子の〈0001〉が、前記
合金の表面に対して垂直方向に配向していることを特徴
とする耐食ジルコニウム合金。 2 重量比でSn1.7%以下、Fe0.24%以下、
Cr0.15%以下、Ni0.08%以下、及びNb2
.5%以下のうちから選ばれる少なくとも1種と残部が
Zrからなるジルコニウム合金を、冷間圧延加工前の板
厚T、冷間圧延加工仕上り板厚tとして、(T−t)/
T×100%で表わされる加工率が10%以上となるよ
うに冷間圧延加工した後、ジルコニウム合金の結晶化温
度以上、β相生温度未満で焼鈍して、少なくとも表面近
傍に位置するジルコニウム六方格子の〈0001〉を、
前記合金の表面に対して垂直方向に配向させることを特
徴とする耐食ジルコニウム合金の製造方法。 3 重量比でSn1.7%以下、Fe0.24%以下、
Cr0.15%以下、Ni0.08%以下、及ぼNb2
.5%以下のうちから選ばれる少なすくとも1種と残部
がZrからなるジルコニウム合金を、圧縮加工前の断面
積D、圧縮加工仕上り断面積dとして、(D−d)/D
×100%で表わされる加工率が2%以上となるように
圧縮加工して、少なくとも表面近傍に位置するジルコニ
ウム六方格子の〈0001〉を、前記合金の表面に対し
て垂直方向に配向させることを特徴とする耐食ジルコニ
ウム合金の製造方法。
[Claims] 1. Sn 1.7% or less, Fe 0.24% or less in weight ratio,
Cr 0.15% or less, Ni 0.08% or less, and Nb2
.. <0001> of the zirconium hexagonal lattice located at least near the surface of a zirconium alloy consisting of at least one selected from 5% or less and the remainder Zr is oriented in a direction perpendicular to the surface of the alloy. Corrosion-resistant zirconium alloy featuring: 2 Weight ratio of Sn 1.7% or less, Fe 0.24% or less,
Cr 0.15% or less, Ni 0.08% or less, and Nb2
.. A zirconium alloy consisting of at least one element selected from 5% or less and the balance being Zr, the thickness T before cold rolling and the finished cold rolling thickness t, (T-t)/
After cold rolling so that the processing rate expressed by T x 100% is 10% or more, the zirconium hexagonal lattice located at least near the surface is annealed at a temperature higher than the crystallization temperature of the zirconium alloy and lower than the β-phase formation temperature. <0001> of
A method for producing a corrosion-resistant zirconium alloy, which comprises orienting the alloy in a direction perpendicular to the surface of the alloy. 3 Sn 1.7% or less, Fe 0.24% or less in weight ratio,
Cr 0.15% or less, Ni 0.08% or less, and Nb2
.. A zirconium alloy consisting of at least one type selected from 5% or less and the remainder Zr has a cross-sectional area D before compression processing and a cross-sectional area d after compression processing, (D-d)/D
Compression processing is performed so that the processing rate expressed as ×100% is 2% or more, and the <0001> of the zirconium hexagonal lattice located at least near the surface is oriented in the direction perpendicular to the surface of the alloy. A manufacturing method for a characteristic corrosion-resistant zirconium alloy.
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