JPS63123581A - 異材拡散接合法 - Google Patents
異材拡散接合法Info
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- JPS63123581A JPS63123581A JP61267617A JP26761786A JPS63123581A JP S63123581 A JPS63123581 A JP S63123581A JP 61267617 A JP61267617 A JP 61267617A JP 26761786 A JP26761786 A JP 26761786A JP S63123581 A JPS63123581 A JP S63123581A
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
Landscapes
- Pressure Welding/Diffusion-Bonding (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、再処理プラントに係り、特に、高温・高濃度
の硝酸溶液を取り扱う機器に好適なＳυＳとＺ、ｒ、Ｚ
ｒ合金、Ｔｉ及びＴｉ合金の異材拡散接合法に関する。
の硝酸溶液を取り扱う機器に好適なＳυＳとＺ、ｒ、Ｚ
ｒ合金、Ｔｉ及びＴｉ合金の異材拡散接合法に関する。
従来の装置は、特開昭６０−３０５８８号公報に記載の
ように、チタン、チタン合金、ジルコニウム。
ように、チタン、チタン合金、ジルコニウム。
タンタル（以下チタン等と総称する）とオーステナイト
系ステンレス鋼とを接合するため、両母材間に白金また
は白金バナジウム等のごとく耐食性に優れた貴金属材料
を中間材として介在させ、チタン等と中間材及びオース
テナイト系ステンレス鋼と中間材とを溶接により接合し
ていた。
系ステンレス鋼とを接合するため、両母材間に白金また
は白金バナジウム等のごとく耐食性に優れた貴金属材料
を中間材として介在させ、チタン等と中間材及びオース
テナイト系ステンレス鋼と中間材とを溶接により接合し
ていた。
上記従来技術は、白金または白金バナジウム等の中間材
とＴｉ等母材及びオーステナイト系ステンレス鋼母材と
を溶接により接合するという点で、中間材である白金ま
たは白金バナジウム等とＴｉ等母材及びオーステナイト
系ステンレス鋼母材との成分間により生成される金属間
化合物について考慮がされておらず、高温・高濃度の硝
酸を取り扱う再処理プラントにおいて耐硝酸性に問題が
あった。
とＴｉ等母材及びオーステナイト系ステンレス鋼母材と
を溶接により接合するという点で、中間材である白金ま
たは白金バナジウム等とＴｉ等母材及びオーステナイト
系ステンレス鋼母材との成分間により生成される金属間
化合物について考慮がされておらず、高温・高濃度の硝
酸を取り扱う再処理プラントにおいて耐硝酸性に問題が
あった。
本発明の目的は、高温・高濃度の硝酸が存在する異材継
手の容器において、異材接合部の耐硝酸性を向上するた
めの拡散接合に好適な中間材を提供することにある。
手の容器において、異材接合部の耐硝酸性を向上するた
めの拡散接合に好適な中間材を提供することにある。
上記目的は、接合部に金属間化合物を生成せずにＺｒ、
Ｚｒ合金、Ｔｉ及びＴｉ合金とステンレス鋼の異材継手
の容器を製作できる、Ｃｒ−Ｔａ合金を中間材として用
いる拡散゛接合法とすることにより達成される。
Ｚｒ合金、Ｔｉ及びＴｉ合金とステンレス鋼の異材継手
の容器を製作できる、Ｃｒ−Ｔａ合金を中間材として用
いる拡散゛接合法とすることにより達成される。
すなわち、中間材として用いるＣ ｒ −Ｔ ａ合金は
Ｚｒ及びＺｒ合金の成分及びステンレス鋼の成分と全率
同容するので、両投材の接合部は金属間化合物が生成さ
れない清浄なものとなる。
Ｚｒ及びＺｒ合金の成分及びステンレス鋼の成分と全率
同容するので、両投材の接合部は金属間化合物が生成さ
れない清浄なものとなる。
Ｚｒ及びＺｒ合金とオーステナイト系ステンレス鋼との
異材継手を製作する場合、中間材なしで拡散接合をする
と、その接合部にはＺｒとＦｅによるＦｅａＺｒ、Ｆｅ
ｚＺｒ、ＦｅＺｒｚ、ＦｅＺｒ４等の金属間化合物及び
ＺｒとＮｉによるＮ ｉ ６Ｚｒ。
異材継手を製作する場合、中間材なしで拡散接合をする
と、その接合部にはＺｒとＦｅによるＦｅａＺｒ、Ｆｅ
ｚＺｒ、ＦｅＺｒｚ、ＦｅＺｒ４等の金属間化合物及び
ＺｒとＮｉによるＮ ｉ ６Ｚｒ。
Ｎｉ７Ｚｒ２．Ｎｉ Ｚｒ、Ｎｉ Ｚｒｚ等の金属間化
５゛合物が生成される。これらの金属間化合物の生成で
１ ）を抑制するには、両母材間に両投材成分と全率同容す
る金属の箔、または、膜を介在させる必要がある。
５゛合物が生成される。これらの金属間化合物の生成で
１ ）を抑制するには、両母材間に両投材成分と全率同容す
る金属の箔、または、膜を介在させる必要がある。
このようなことから５両母材間に種々の金属箔を介在さ
せて異材拡散接合実験を行った。
せて異材拡散接合実験を行った。
すなわち、Ｃｒ−Ｔａ二元合金状態図において、重量％
でＣｒが６５％及び重量％でＴａが３５％の合金の厚さ
１０μｍ以上の箔は、温度が１２００℃以下、加圧力が
Ｑ 、 ２ ｋｇｆ／ ｒｍ”以下及び加圧時間が５分
以上の異材拡散接合におい−て、両投材の成分と相互拡
散する。それによって、Ｚｒ母材とＣｒ−Ｔａ合金及び
ステンレス鋼母材とＣｒ−Ｔａ合金の接合部は全牢固容
体となるので種々の金属間化合物が生成されない。
でＣｒが６５％及び重量％でＴａが３５％の合金の厚さ
１０μｍ以上の箔は、温度が１２００℃以下、加圧力が
Ｑ 、 ２ ｋｇｆ／ ｒｍ”以下及び加圧時間が５分
以上の異材拡散接合におい−て、両投材の成分と相互拡
散する。それによって、Ｚｒ母材とＣｒ−Ｔａ合金及び
ステンレス鋼母材とＣｒ−Ｔａ合金の接合部は全牢固容
体となるので種々の金属間化合物が生成されない。
〈実施例１〉
以下、本発明の詳細な説明する。第１表は供試母材及び
中間材の化学成分を示す。
中間材の化学成分を示す。
第１図の形態により、５０ ｍ Ｘ ５０ ａｎ Ｘ
１２ ｍのＺｒ母材１及び５ＵＳ３０４Ｌ母材２の間に
１００μｍのＣｒ−Ｔａ合金箔３を介在させて拡散接合
した。拡散接合はＺｒ母材１ 、５ＵＳ３０牝母材２及
びＣｒ−Ｔａ合金箔３をアセトン溶液により超音波洗浄
後、１０”−’Ｔｏｒｒ代の真空中で１０５０℃に加熱
後、両像材間に０ 、０５ ｋｇｆ／ ｍ”の圧力を加
えて２０分間保持した。その後、圧力を加えたまま室温
まで冷却した０両母材を接合するにあたり、中間材とし
て介在させたＣｒ−Ｔａ合金の成分は第１表に示す通り
であり、この成分系の合金は共晶点をもつので、融点が
Ｃｒ単体及びＴａ単体よりも低い約１７００℃となる。
１２ ｍのＺｒ母材１及び５ＵＳ３０４Ｌ母材２の間に
１００μｍのＣｒ−Ｔａ合金箔３を介在させて拡散接合
した。拡散接合はＺｒ母材１ 、５ＵＳ３０牝母材２及
びＣｒ−Ｔａ合金箔３をアセトン溶液により超音波洗浄
後、１０”−’Ｔｏｒｒ代の真空中で１０５０℃に加熱
後、両像材間に０ 、０５ ｋｇｆ／ ｍ”の圧力を加
えて２０分間保持した。その後、圧力を加えたまま室温
まで冷却した０両母材を接合するにあたり、中間材とし
て介在させたＣｒ−Ｔａ合金の成分は第１表に示す通り
であり、この成分系の合金は共晶点をもつので、融点が
Ｃｒ単体及びＴａ単体よりも低い約１７００℃となる。
このように、融点が低くなるため、相互拡散がし易くな
る。さらに、Ｃｒ −Ｔ ａ合金箔３は、両度材の成分
と金牢固容するので接合部に金属間化合物を形成しない
。
る。さらに、Ｃｒ −Ｔ ａ合金箔３は、両度材の成分
と金牢固容するので接合部に金属間化合物を形成しない
。
これらの継手のＣｒ −Ｔ ａ合金箔３とＺｒ母材１及
び５ＵＳ３０４Ｌ母材２のそれぞれの接合界面にはＸ線
分析の結果、金属間化合物は生成していなかった。
び５ＵＳ３０４Ｌ母材２のそれぞれの接合界面にはＸ線
分析の結果、金属間化合物は生成していなかった。
また、これらの継手及び供試材の引張試験結果を表２に
示す、なお、引張試験片は、５ＵＳ３０４Ｌ 。
示す、なお、引張試験片は、５ＵＳ３０４Ｌ 。
第 ２ 表
Ｚｒ及び継手Ａは平行部が１０麿、径は１．５ ｎｕで
あり、継手Ｂは平行部が５０ｍｍ、径は８■である。本
接合継手は、第２表に示す継手ＡでありＺｒ母材で破断
した。引張強さは３７ 、２ ｋｇｆ／ ａｍ”で、Ｚ
ｒ母材の９２％という良好な結果を得た。
あり、継手Ｂは平行部が５０ｍｍ、径は８■である。本
接合継手は、第２表に示す継手ＡでありＺｒ母材で破断
した。引張強さは３７ 、２ ｋｇｆ／ ａｍ”で、Ｚ
ｒ母材の９２％という良好な結果を得た。
さらに、これらの継手Ａから、接合部を中心に含むよう
に、２０ ｍ Ｘ ２０ ｍａ Ｘ ３ ｍの腐食試験
片を採取し、６０℃９ Ｎ ＨＮ Ｏｓ溶液中に１００
時間を５回、合計５００時間浸漬した。一般に、異材接
合部に金属間化合物が生成していると、そこが優先的に
腐食される。しかし、本継手Ａは、接合部が局部的な腐
食を受けず、５ＵＳ３０４Ｌ母材２と同様な腐食形態を
示し、良好な耐硝酸性を得た。
に、２０ ｍ Ｘ ２０ ｍａ Ｘ ３ ｍの腐食試験
片を採取し、６０℃９ Ｎ ＨＮ Ｏｓ溶液中に１００
時間を５回、合計５００時間浸漬した。一般に、異材接
合部に金属間化合物が生成していると、そこが優先的に
腐食される。しかし、本継手Ａは、接合部が局部的な腐
食を受けず、５ＵＳ３０４Ｌ母材２と同様な腐食形態を
示し、良好な耐硝酸性を得た。
〈実施例２〉
外径が１６５ｍ、内径が１４１画の母材１のＺｒ及び母
材２の５ＵＳ３０４Ｌを第１図の形態により拡散接合し
た。拡散接合は、母材１のＺｒ。
材２の５ＵＳ３０４Ｌを第１図の形態により拡散接合し
た。拡散接合は、母材１のＺｒ。
母材２の５ＵＳ３０４Ｌ及び中間材３のＣｒ−Ｔａ合金
箔をアセトンにより超音波清浄後、１Ｏ−６Ｔｏｒｒ代
の真空中で１０５０℃に加熱後、両像材間に０ 、０５
ｋｇｆ／ ｍ”の圧力を加えて２０分間保持した。２
０分保持後、圧力を加えたまま冷却した。
箔をアセトンにより超音波清浄後、１Ｏ−６Ｔｏｒｒ代
の真空中で１０５０℃に加熱後、両像材間に０ 、０５
ｋｇｆ／ ｍ”の圧力を加えて２０分間保持した。２
０分保持後、圧力を加えたまま冷却した。
この継手の引張試験結果は、表２に示す継手Ｂである。
破断位置はＺｒ母材で、引張強さは３８ｋｇｆ／ｌ！１
１２であり、Ｚｒ母材の９４％という良好な結果を得た
。
１２であり、Ｚｒ母材の９４％という良好な結果を得た
。
この異材継手を第２図に示す方法により再処理プラント
の酸回収系に適用した。
の酸回収系に適用した。
実機のプラントにおける腐食環境は、硝酸溶液は単独で
はなく、使用済核燃料の溶解に伴って数多くの核分裂生
成物と構成材料自身からの容量成分が存在する。すなわ
ち、このような溶液は、硝酸単独よりも、腐食電位が高
くなり腐食量が多くなる。しかし、本接合部はこのよう
な溶液においても局部的な腐食を受けることがなく、５
ＬＩＳ３０４Ｌと同様な腐食状態であり、良好な耐硝酸
性を得た。
はなく、使用済核燃料の溶解に伴って数多くの核分裂生
成物と構成材料自身からの容量成分が存在する。すなわ
ち、このような溶液は、硝酸単独よりも、腐食電位が高
くなり腐食量が多くなる。しかし、本接合部はこのよう
な溶液においても局部的な腐食を受けることがなく、５
ＬＩＳ３０４Ｌと同様な腐食状態であり、良好な耐硝酸
性を得た。
本０発明によれば、Ｚｒ、Ｚｒ合金、Ｔｉ及びＴｉ合金
とＳＵＳの異材継手を製作するにあたり、母材を溶融し
ない同相接合法の一つである拡散接合法により、異材接
合部を無凝固組織とすることができ、また、両度材を拡
散接合するにあたり、両像材間にＣｒ −Ｔ ａ合金を
介在させるので、異材接合部に生成される金属間化合物
の生成を抑制できるので、接合部の耐硝酸性及び継手性
能を向上させる効果がある。
とＳＵＳの異材継手を製作するにあたり、母材を溶融し
ない同相接合法の一つである拡散接合法により、異材接
合部を無凝固組織とすることができ、また、両度材を拡
散接合するにあたり、両像材間にＣｒ −Ｔ ａ合金を
介在させるので、異材接合部に生成される金属間化合物
の生成を抑制できるので、接合部の耐硝酸性及び継手性
能を向上させる効果がある。
第１図は、本発明の一実施例の何面図、第２図は、再処
理プラントの酸回収系に適用する時のトラジション継手
の断面図である。 １−Ｚｒ、２−８ Ｕ Ｓ ３０４ Ｌ、３− Ｃｒ
−Ｔ ａ合金、４・・・Ｚｒ溶接部、５・・・ＳＵＳ溶
接部。
理プラントの酸回収系に適用する時のトラジション継手
の断面図である。 １−Ｚｒ、２−８ Ｕ Ｓ ３０４ Ｌ、３− Ｃｒ
−Ｔ ａ合金、４・・・Ｚｒ溶接部、５・・・ＳＵＳ溶
接部。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、Ｚｒ、Ｚｒ合金、Ｔｉ及びＴｉ合金とオーステナイ
ト系ステンレス鋼との異材よりなる継手を製作するにあ
たり、両母材間にＴａ−Ｃｒからなる合金を中間材とし
て介在させることを特徴とする異材拡散接合法。 ２、特許請求の範囲第１項において、 前記両母材間に介在させる前記中間材は、重量％でＴａ
が３０〜４０、Ｃｒが６０〜７０％、重量パーセントで
Ｎが０．０１パーセント以下及び重量パーセントでＯが
０．１５パーセント以下の合金であることを特徴とする
異材拡散接合法。 ３、特許請求の範囲第１項において、 前記両母材間に介在させるＣｒ−Ｔａ合金は１０μｍ以
上の箔とすることを特徴とする異材拡散接合法。 ４、特許請求の範囲第１項において、 異材を拡散接合するにあたり、真空中において温度１２
００℃以下、加圧力０．２ｋｇｆ／ｍｍ＾２以下、保持
時間５分以上とすることを特徴とする異材拡散接合法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61267617A JPS63123581A (ja) | 1986-11-12 | 1986-11-12 | 異材拡散接合法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61267617A JPS63123581A (ja) | 1986-11-12 | 1986-11-12 | 異材拡散接合法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63123581A true JPS63123581A (ja) | 1988-05-27 |
Family
ID=17447189
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61267617A Pending JPS63123581A (ja) | 1986-11-12 | 1986-11-12 | 異材拡散接合法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63123581A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005014052A (ja) * | 2003-06-26 | 2005-01-20 | Japan Atom Energy Res Inst | 異種材の無溶解接合方法 |
| CN109202243A (zh) * | 2018-08-31 | 2019-01-15 | 西安理工大学 | 一种钽/不锈钢储能焊用中间层合金及其制备方法与焊接方法 |
-
1986
- 1986-11-12 JP JP61267617A patent/JPS63123581A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005014052A (ja) * | 2003-06-26 | 2005-01-20 | Japan Atom Energy Res Inst | 異種材の無溶解接合方法 |
| JP4534008B2 (ja) * | 2003-06-26 | 2010-09-01 | 独立行政法人 日本原子力研究開発機構 | 異種材の無溶解接合方法 |
| CN109202243A (zh) * | 2018-08-31 | 2019-01-15 | 西安理工大学 | 一种钽/不锈钢储能焊用中间层合金及其制备方法与焊接方法 |
| CN109202243B (zh) * | 2018-08-31 | 2021-04-02 | 西安理工大学 | 一种钽/不锈钢储能焊用中间层合金及其制备方法与焊接方法 |
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