JPS6338553A - 熱中性子吸収能に優れたアルミニウム合金 - Google Patents
熱中性子吸収能に優れたアルミニウム合金Info
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- Laminated Bodies (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】
[産業上の利用分野コ
本発明は熱中性子吸収能に浸れたアルミニウム合金に関
するものである。
するものである。
[従来技術な説明
[産業上の利用分野]
本発明は熱中性子吸収能に優れたアルミニウム合金に関
する。
する。
[従来技術]
一般に、各種原子炉施設、再処理施設および+り燃料物
質貯蔵施設等の核燃料物質を使用する施設やそれを運搬
する設備等では、核燃料物質の″未臨界性の確保“が最
も基本的な要求項目である。
質貯蔵施設等の核燃料物質を使用する施設やそれを運搬
する設備等では、核燃料物質の″未臨界性の確保“が最
も基本的な要求項目である。
そして、U−235、Pu−239等の核分裂性物質は
熱中性子(〜数eV)に対して、核分裂を起こし易いた
めこれを吸収し、熱中性子束を下げて未臨界性を高めろ
必要があり、そのため、これらの施設や設備では熱中性
子吸収能の高い金属オ科が多く使用されている。
熱中性子(〜数eV)に対して、核分裂を起こし易いた
めこれを吸収し、熱中性子束を下げて未臨界性を高めろ
必要があり、そのため、これらの施設や設備では熱中性
子吸収能の高い金属オ科が多く使用されている。
さらに、近年、商業用原子炉では(亥燃料の高燃焼化に
伴う高濃縮度化が進んでおり、また、研究用原子炉等で
は遥かに濃縮度の高い核燃料が使用され、そのため、使
用済核燃料等の輸送/貯蔵設備(下単にバスケットとい
うことがある。)においてら、従来よりさらに熱中性子
吸収能の高い金属材料が必要になっている。
伴う高濃縮度化が進んでおり、また、研究用原子炉等で
は遥かに濃縮度の高い核燃料が使用され、そのため、使
用済核燃料等の輸送/貯蔵設備(下単にバスケットとい
うことがある。)においてら、従来よりさらに熱中性子
吸収能の高い金属材料が必要になっている。
このような金属材料として、いままでにBの熱中性子吸
収能の優れた特性をflI用して、製作されているが、
以下説明するように性能的に限界かある。
収能の優れた特性をflI用して、製作されているが、
以下説明するように性能的に限界かある。
(1)ボラール
B、CとAtとを混合焼結し、これをAl仮で挟込んで
圧延したしので、混合焼結部のみを考えると可なり高い
B含有量が得られるか、挟込んでいる両側のA1を考r
lするとB含有量は低下し、B4Cの含有量は3.5w
t%て、B含FTmは2.7wt%と低くなり、熱中性
子吸収能に限界かある。
圧延したしので、混合焼結部のみを考えると可なり高い
B含有量が得られるか、挟込んでいる両側のA1を考r
lするとB含有量は低下し、B4Cの含有量は3.5w
t%て、B含FTmは2.7wt%と低くなり、熱中性
子吸収能に限界かある。
(2)B、Cと銅の混合焼結材を鋳ぐろんだアルミニウ
ム合金 熱中性子吸収能を高めろfニめにB4C含a量を多くす
る必要があり、焼結材そのらのは約28wt%の高いボ
ロン含有量の材料が得られるか、鋳ぐるんでいるrこめ
Alを4處するとBの比率はさらに低下し、また、鋳ぐ
るむため形状的な制約が大きい。
ム合金 熱中性子吸収能を高めろfニめにB4C含a量を多くす
る必要があり、焼結材そのらのは約28wt%の高いボ
ロン含有量の材料が得られるか、鋳ぐるんでいるrこめ
Alを4處するとBの比率はさらに低下し、また、鋳ぐ
るむため形状的な制約が大きい。
(3)B含有アルミニウム合金
32〜5wt%含有のAiB系合金の展伸材や鋳物が現
在使用されているが、AlにBが含(Tすると著しく融
点が高くなるため、量産的に製造可能なり含有量は5w
t%以下と考えられろ。
在使用されているが、AlにBが含(Tすると著しく融
点が高くなるため、量産的に製造可能なり含有量は5w
t%以下と考えられろ。
(4)B自行ステンレス鋼およびB含打藷ステンレス鋼
および炭素鋼にBを含有させfこ乙のであり、これらB
含存鋼はB含有量が増加するにつれて加工性が劣り、熱
間鍛造成いは熱間圧延が極めて困難となり、現状、Bは
炭素鋼の場合でも含’(−1−ffiは2tvt%以下
、ステンレス鋼の場合はそれよりさらに低くせざるを得
ない。
および炭素鋼にBを含有させfこ乙のであり、これらB
含存鋼はB含有量が増加するにつれて加工性が劣り、熱
間鍛造成いは熱間圧延が極めて困難となり、現状、Bは
炭素鋼の場合でも含’(−1−ffiは2tvt%以下
、ステンレス鋼の場合はそれよりさらに低くせざるを得
ない。
このように、Al系およびFe系等の合金にBを熱中性
子吸収材として含有させた材料が実用化されでいるが、
そのいずれら、B含有量を多くして熱中性子吸収能を高
くすると、寸法、形状上の制約、並びに、製造上の困難
さが増加するため、実用化が錐しいとされている。
子吸収材として含有させた材料が実用化されでいるが、
そのいずれら、B含有量を多くして熱中性子吸収能を高
くすると、寸法、形状上の制約、並びに、製造上の困難
さが増加するため、実用化が錐しいとされている。
[発明が解決しようとする問題点]
本発明は上記に説明したような従来における熱中性子吸
収能を存する材料の種々の問題点に鑑み、本発明者が鋭
意研究を行い、検討を重ねた結渠、熱中性子吸収能に非
常に優れ、かつ、鋳造、圧延、押出し、鍛造等のあらゆ
る製造法において鋳造性、展伸加工性の極めて優れた熱
中性子吸収能に没れfニアルミニウム合金を開発したの
でヨ5る。
収能を存する材料の種々の問題点に鑑み、本発明者が鋭
意研究を行い、検討を重ねた結渠、熱中性子吸収能に非
常に優れ、かつ、鋳造、圧延、押出し、鍛造等のあらゆ
る製造法において鋳造性、展伸加工性の極めて優れた熱
中性子吸収能に没れfニアルミニウム合金を開発したの
でヨ5る。
U問題点を解決するための手段」
本発明に係る熱中性子吸収能に優れIこアルミニウム合
金は、 (1) Gd0.2〜30wt% を含有し、残部Alおよび不純物からなることを特徴と
する熱中性子吸収能に浸れたアルミニウム合金を第1の
発明とし、 (2) Gd0.2〜30wt% を含有し、さらに、 B 5wt%以下、Li5wt%以下、Mg ht%以
下、Si15wt%以下、Zn6vt%以下、Cu6w
t%以下、Mn2wt%以下、Cr1wt%以下、Zr
1wt%以下、V 1wt%以下、Pb2wt%以下
、Ti1wt%以下、Ni3wt%以下 の中から還んだ1種または2種以上 を含灯し、残部Alおよび不純物からなることを特徴と
する熱中性子吸収能に浸れたアルミニウム合金を第2の
発明とする2つの発明よりなるものである。
金は、 (1) Gd0.2〜30wt% を含有し、残部Alおよび不純物からなることを特徴と
する熱中性子吸収能に浸れたアルミニウム合金を第1の
発明とし、 (2) Gd0.2〜30wt% を含有し、さらに、 B 5wt%以下、Li5wt%以下、Mg ht%以
下、Si15wt%以下、Zn6vt%以下、Cu6w
t%以下、Mn2wt%以下、Cr1wt%以下、Zr
1wt%以下、V 1wt%以下、Pb2wt%以下
、Ti1wt%以下、Ni3wt%以下 の中から還んだ1種または2種以上 を含灯し、残部Alおよび不純物からなることを特徴と
する熱中性子吸収能に浸れたアルミニウム合金を第2の
発明とする2つの発明よりなるものである。
本発明に係る熱中性子吸収能に殴れたアルミニウム合金
について以下詳細に説明する。
について以下詳細に説明する。
先ず、本発明に係る熱中性子吸収能に優れたアルミニウ
ム合金の含有成分および含有割合について説明する。
ム合金の含有成分および含有割合について説明する。
Gdは熱中性子吸収能を付与する不可欠の元素であり、
含有量が0.2wt%未満ではこの効果が少なく、また
、3owt%を越えて含有されると圧延や成形加工性が
悪くなり、鋳物の場合は鋳造性が悪く、キャビティが多
くなって熱中性子吸収能や強度が劣化する。よって、G
d含有量は0,2〜30wt%とする。
含有量が0.2wt%未満ではこの効果が少なく、また
、3owt%を越えて含有されると圧延や成形加工性が
悪くなり、鋳物の場合は鋳造性が悪く、キャビティが多
くなって熱中性子吸収能や強度が劣化する。よって、G
d含有量は0,2〜30wt%とする。
BはGdと同様に熱中性子吸収能を有する元素であり、
熱中性子6群の吸収傾向が異なるためにGdと共に含有
されることによって吸収能範囲が広くなる相乗効果があ
り、かつ、Al−Gd合金に存在するGdA1.の晶出
化合物が微細・均一に分散され、熱中性子吸収能の偏在
を軽減し、含有量が5wt%を越えて含有されろと鋳造
性が極めて悪くなり、GdAL+晶出化合物の微細・均
一化効果ら飽和する。よって、B含1は5wt%以下と
する。
熱中性子6群の吸収傾向が異なるためにGdと共に含有
されることによって吸収能範囲が広くなる相乗効果があ
り、かつ、Al−Gd合金に存在するGdA1.の晶出
化合物が微細・均一に分散され、熱中性子吸収能の偏在
を軽減し、含有量が5wt%を越えて含有されろと鋳造
性が極めて悪くなり、GdAL+晶出化合物の微細・均
一化効果ら飽和する。よって、B含1は5wt%以下と
する。
LiはBと同様に熱中性子吸収能をaし、かつ、強度向
上に寄与する元素であり、3wt%を越えて含aされる
と、圧延、押出し等の成形加工性が著しく劣るようにな
り、また、伸びが著しく低下して延性が劣化し構造材と
しての性能を失う。よって、Li含有量は3wt%以下
とする。
上に寄与する元素であり、3wt%を越えて含aされる
と、圧延、押出し等の成形加工性が著しく劣るようにな
り、また、伸びが著しく低下して延性が劣化し構造材と
しての性能を失う。よって、Li含有量は3wt%以下
とする。
Mgはバスケット等の(I′It造t4として強度を付
与する元素であり、含Kmが6wt%を越えて含有され
ると耐蝕性(耐応力腐蝕割れ性、剥離腐蝕性)や圧延、
押出し等の成形加工性か劣るようになる。
与する元素であり、含Kmが6wt%を越えて含有され
ると耐蝕性(耐応力腐蝕割れ性、剥離腐蝕性)や圧延、
押出し等の成形加工性か劣るようになる。
よって、Mg含有量は8wt%以下とする。
Siは強度を付与し、鋳物では鋳造性を良好とする元素
であり、含有量が15wt%を越えて含(了されると圧
延、押出し等の成形加工性や鋳造性が劣るようになり、
かつ、切削加工性ら著しく劣るようになる。よって、S
i含kmは15wt%以下とする。
であり、含有量が15wt%を越えて含(了されると圧
延、押出し等の成形加工性や鋳造性が劣るようになり、
かつ、切削加工性ら著しく劣るようになる。よって、S
i含kmは15wt%以下とする。
Znは強度を付与する元素であり、含有量か6vt%を
越えて含有されると耐蝕性(一般耐蝕性、耐応力腐蝕割
れ性)か著しく劣化し、また、鋳造割れが発生するよう
になる。よって、Zn含有はht%以下とする。
越えて含有されると耐蝕性(一般耐蝕性、耐応力腐蝕割
れ性)か著しく劣化し、また、鋳造割れが発生するよう
になる。よって、Zn含有はht%以下とする。
Cuは強度を付与する元素であり、含有量が6wt%を
越えて含有されろと耐蝕性(一般耐蝕性、耐応力腐蝕割
れ性)が著しく劣化し、また、鋳造割れ、溶接割れが発
生するようになる。よって、Cu含有量は6wt%以下
とする。
越えて含有されろと耐蝕性(一般耐蝕性、耐応力腐蝕割
れ性)が著しく劣化し、また、鋳造割れ、溶接割れが発
生するようになる。よって、Cu含有量は6wt%以下
とする。
Mn、Cr、Zr5Vは強度、靭性、耐蝕性を向上させ
る元素であり、Mn含有ffi 2wt%、Or含有f
m1wt%、Zr含有量twj%、■含有量 1wt%
を越えて含有されると巨大な晶出化合物が生成して靭性
が劣化するようになり、かつ、耐蝕性や溶接性も劣化す
る。しかし、Crは放射能化するため含有させる必要が
なければない方がよい。よって、Mn含有量は2wt%
以下、C「含有量は1wt%以下、Zr含有重は1wt
%以下、■含有量は1wt%以下とする。
る元素であり、Mn含有ffi 2wt%、Or含有f
m1wt%、Zr含有量twj%、■含有量 1wt%
を越えて含有されると巨大な晶出化合物が生成して靭性
が劣化するようになり、かつ、耐蝕性や溶接性も劣化す
る。しかし、Crは放射能化するため含有させる必要が
なければない方がよい。よって、Mn含有量は2wt%
以下、C「含有量は1wt%以下、Zr含有重は1wt
%以下、■含有量は1wt%以下とする。
Pbは核燃料の崩壊時やGdの(n、γ)反応によって
発生する7枚射線の遮蔽として必要な元素であり、含有
量か2wt%を越えて含有されると鋳造性、溶接性が著
しく低下する。よって、Pb含有量は2wt%以下とす
る。
発生する7枚射線の遮蔽として必要な元素であり、含有
量か2wt%を越えて含有されると鋳造性、溶接性が著
しく低下する。よって、Pb含有量は2wt%以下とす
る。
Tiは鋳塊組織を微細化して、鋳造割れ防止や靭性の改
善に有効な元素であり、含有量が1wt%を越えて含有
されるとT iA 1.の品出化合物が多くなり、靭性
が劣るようになる。よって、Ti含有量は1wt%以下
とする。
善に有効な元素であり、含有量が1wt%を越えて含有
されるとT iA 1.の品出化合物が多くなり、靭性
が劣るようになる。よって、Ti含有量は1wt%以下
とする。
Niは耐熱性を向上させ、崩壊熱による材料の温度上昇
に対して有効な元素であり、含有量が3W【%を越えて
含有されるとこのような効果は飽和すると共に圧延や押
出し等の成形加工性や耐蝕性を劣化さける。よって、N
i含有量はht%以下とする。
に対して有効な元素であり、含有量が3W【%を越えて
含有されるとこのような効果は飽和すると共に圧延や押
出し等の成形加工性や耐蝕性を劣化さける。よって、N
i含有量はht%以下とする。
なお、不純物としてFe 1wt%以下およびその他の
元素を0.5wt%以下の含有は、熱中性子吸収能の特
性に影響を与えることがない。
元素を0.5wt%以下の含有は、熱中性子吸収能の特
性に影響を与えることがない。
[実 施 例]
本発明に係る熱中性子吸収能に優れたアルミニウム合金
の実施例について説明する。
の実施例について説明する。
実施例 I
第1表に示すNo、 1−No、 I 8の含有成分お
よび含有割合のアルミニウム合金を通常の方法により溶
解・鋳造して、厚さ50mmの鋳塊とし、この鋳塊を4
50℃x24Hrの均熱処理を行っfコ後、熱間圧延に
より板FJ3mmの仮付をフッ作した。
よび含有割合のアルミニウム合金を通常の方法により溶
解・鋳造して、厚さ50mmの鋳塊とし、この鋳塊を4
50℃x24Hrの均熱処理を行っfコ後、熱間圧延に
より板FJ3mmの仮付をフッ作した。
次いで、350℃x21−[rの焼鈍を行い供試材とし
た。
た。
この供試材について、熱中性子吸収能、機械的性質、耐
蝕性(水浸浸1ケ年)、溶接性(溶接割れ性)を調査し
、第1表にその結果を示す。
蝕性(水浸浸1ケ年)、溶接性(溶接割れ性)を調査し
、第1表にその結果を示す。
この第1表より、本発明に係る熱中性子吸収能に優れた
アルミニウム合金は比較例に比べて熱中性子吸収能か著
しく優れ、機械的性質、耐蝕性、溶接性も構造材として
優れた特性を示していることがわかる。
アルミニウム合金は比較例に比べて熱中性子吸収能か著
しく優れ、機械的性質、耐蝕性、溶接性も構造材として
優れた特性を示していることがわかる。
第1表(2)
*3・・侵Δ>B>C。
実施例2
第2表にNo、 1 =No、 6の含有成分および含
有割合のアルミニウム合金溶湯を100℃の鋳鉄製金型
に鋳込み、20tX200wX300Hの鋳塊を製作し
、供試材とした。
有割合のアルミニウム合金溶湯を100℃の鋳鉄製金型
に鋳込み、20tX200wX300Hの鋳塊を製作し
、供試材とした。
鋳込み温度はN0.I、2.4.5は750℃、No、
3は850℃、No、6.7は950℃とした。
3は850℃、No、6.7は950℃とした。
No、8は84CとCuの焼結材をAl−12wt%S
iの溶湯で750℃の温度で鋳込んだ厚さ20mmの鋳
物で、B含有量は20wt%である。
iの溶湯で750℃の温度で鋳込んだ厚さ20mmの鋳
物で、B含有量は20wt%である。
これらの供試材について熱中性子吸収能、高温強度(3
00℃x100Hr後の300℃における強度)、耐蝕
性(水浸漬1ケ年)、鋳造性を調査し、第2表にその結
果を示す。
00℃x100Hr後の300℃における強度)、耐蝕
性(水浸漬1ケ年)、鋳造性を調査し、第2表にその結
果を示す。
この第2表より、本発明に係る熱中性子吸収能に優れた
アルミニウム合金は、比較例に比べて熱中性子吸収能、
鋳造性、機械的性質および耐蝕性に没れていることがわ
かる。
アルミニウム合金は、比較例に比べて熱中性子吸収能、
鋳造性、機械的性質および耐蝕性に没れていることがわ
かる。
[発明の効果]
以上説明したように、本発明に係る熱中性子吸収能に優
れたアルミニウム合金は上記の購成を有しているしので
あるから、熱中性子吸収能に優れているばかりでなく、
機械的性質、耐蝕性、溶接性等に優れ構造材としての材
料特性にも優れ、さらに、鋳造性、展伸加工性、成形加
工性に優れ、特に、優れた鋳造性は気泡が少なく美麗な
鋳肌が得られ、使用時のコスト低減効果が大きく、かつ
、構造物の製作が容易であるという(をれた効果を合し
ている。
れたアルミニウム合金は上記の購成を有しているしので
あるから、熱中性子吸収能に優れているばかりでなく、
機械的性質、耐蝕性、溶接性等に優れ構造材としての材
料特性にも優れ、さらに、鋳造性、展伸加工性、成形加
工性に優れ、特に、優れた鋳造性は気泡が少なく美麗な
鋳肌が得られ、使用時のコスト低減効果が大きく、かつ
、構造物の製作が容易であるという(をれた効果を合し
ている。
Claims (2)
- (1)Gd0.2〜30wt% を含有し、残部Alおよび不純物からなることを特徴と
する熱中性子吸収能に優れたアルミニウム合金。 - (2)Gd0.2〜30wt% を含有し、さらに、 B5wt%以下、Li3wt%以下、 Mg6wt%以下、Si15wt%以下、 Zn6wt%以下、Cu6wt%以下、 Mn2wt%以下、Cr1wt%以下、 Zr1wt%以下、V1wt%以下、 Pb2wt%以下、Ti1wt%以下、 Ni3wt%以下 の中から選んだ1種または2種以上 を含有し、残部Alおよび不純物からなることを特徴と
する熱中性子吸収能に優れたアルミニウム合金。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18208986A JPS6338553A (ja) | 1986-08-01 | 1986-08-01 | 熱中性子吸収能に優れたアルミニウム合金 |
DE8686402380T DE3669541D1 (de) | 1985-10-25 | 1986-10-23 | Aluminiumlegierung mit besserer absorptionsfaehigkeit fuer thermische neutronen. |
EP86402380A EP0225226B1 (en) | 1985-10-25 | 1986-10-23 | Aluminum alloy with superior thermal neutron absorptivity |
US06/923,223 US4806307A (en) | 1985-10-25 | 1986-10-27 | Aluminum alloy with superior thermal neutron absorptivity |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18208986A JPS6338553A (ja) | 1986-08-01 | 1986-08-01 | 熱中性子吸収能に優れたアルミニウム合金 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6338553A true JPS6338553A (ja) | 1988-02-19 |
Family
ID=16112168
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP18208986A Pending JPS6338553A (ja) | 1985-10-25 | 1986-08-01 | 熱中性子吸収能に優れたアルミニウム合金 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6338553A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5925313A (en) * | 1995-05-01 | 1999-07-20 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho | Aluminum base alloy containing boron and manufacturing method thereof |
WO2003074745A1 (fr) * | 2002-03-01 | 2003-09-12 | Kazuo Ogasa | Element d'alliage de metal dur et procede de fabrication de celui-ci |
JP2007533851A (ja) * | 2004-04-22 | 2007-11-22 | アルキャン・インターナショナル・リミテッド | ボロン含有アルミニウム材料の改善された中性子吸収効率 |
US10207372B2 (en) | 2013-08-23 | 2019-02-19 | Nippon Light Metal Company, Ltd. | Aluminum composite material and method for manufacturing aluminum composite material |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6270799A (ja) * | 1985-07-11 | 1987-04-01 | フオンドリ−・モンチユペ | 核放射線吸収材 |
-
1986
- 1986-08-01 JP JP18208986A patent/JPS6338553A/ja active Pending
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6270799A (ja) * | 1985-07-11 | 1987-04-01 | フオンドリ−・モンチユペ | 核放射線吸収材 |
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