TW304266B - - Google Patents

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A7 B7 經濟部中央橾準局員工消費合作社印製 五、發明説明（ 1 ) 1 I 發 明 背景 1 1 I 本 發 明 關 於 用 於 用 於 核 子 反 應 器 燃 料 組 裝 的 锆 基 合 金 1 1 管 0 此 型 之 管 特 別 可 用 於 構 建 LMfs. 燃 料 棒 覆 蓋 9 以 形 成 此 覆 蓋 1 1 請 1 I 之 外 部 部 份 > 或 形 成 接 收 一 控 制 群 集 的 棒 之 導 引 Mr 営 〇 先 閲 1 讀 1 此 型 之 套 管 經 常 由 通 稱 % 锆 合 金 4 Μ 所 製 成 之 合金 所 背 Sj 1 I 之 構 成 9 該 合 金 除 鉻 之 外 包 含 重 量 百 分 比 1 • 2 % 至 1 * 7 注 意 1 1 % 的 錫 > 0 1 6 % 之 0 • 2 4 % 的 鐵 9 0 ♦ 0 7 % 至 事 項 再 1 J 有 填 0 • 1 3 % 的 鉻 及 0 * 1 0 % 至 0 • 1 6 % 的 氧 Ο 百 前 寫 本 裝 數 種 合 金 由 這 些 較 早 之 合 金 所衍 生 出 9 特 別 是 在 其 中 鉻 被 頁 1 1 完 全 或 被 部 份 以 釩 所 取 代 且 / 或 其 中 氧 成 份 超 過 該 給 定 値 1 1 9 而 對 rrU 應 也 減 少 某 些 其 它 外 加 元 素 之 成 份 〇 1 1 在 用 作 — 覆 蓋 之 管 所 需 的 特 定 特 性 爲 對 高 壓 及 高 溫 之 訂 I 水 具 有 良 好 的 抗 蝕 性 9 有 限 的 長 期 性 潛 變 (C r e e p ), 長 期 機 1 1 I 械 特 性 之 定 性 9 有 限 輻 射 膨 脹 此 外 9 這 些 特 性 必 需 爲 1 1 » 可 重 複 地 從 獲 得 且 該 合 金 必 需 在 不 同 的 製 造 階 段 中 且 有 冶 金 1 1 特 性 ( 特 別 是 可 滾 動 性 ) 以 將 退 回 率 降 至 一 可 接 受 値 0 1 發 明 概 要 1 I 爲 達 成 這 些 結 果 > 提 供 一 種 鉻 基 合 金 管 包 含 重 量 百 分 1 1 I 率 0 * 4 % 至 0 6 % 的 錫 > 0 5 % 至 0 * 8 % 的 鐵 9 丨 0 * 3 5 % 至 0 5 0 % 的 釩 以 及 0 * 1 0 至 0 1 8 1 1 % 的 氧 9 碳 及 矽 成 份 分 別 被 控 制 於 每 百 萬 單 位 含 量 ( 1 1 P P m ) 爲 1 0 0 P P m 至 1 8 0 P P m 之 範 圍 內 及 5 0 1 I P P m 至 1 2 0 P P m 之 範 圍 內 9 其 餘 成 份 爲 鉻 及 不 可 避 1 1 ft 紙 本 速 準 標 家 釐 公 7 9 2 經濟部中央橾準局員工消费合作社印製 ^.11. Γ^ΤΙ 年月 A7 -- --B7_ 五、發明説明（2 ) 免之雜質，且管在其最終狀態爲完全地再晶化。釩基本上 以Zr (Fe ，V)2形式之微細沉積物存在。 選自上述範圍的精確組成係根據被列爲優先之性質而 定。一般之較優成份爲0. 4至0. 6%的錫，0. 6% 至0. 7%的鐵，0. 37%至0. 43%的釩， 0. 10%至 0. 14% 的氧，120ppm，至 160 p pm的碳及8 5 p pm至1 1 5 p pm的砂•一般而言 ，包含 0· 5%Sn，〇. 6 5 % F e · 0 . 4 % V · 0 . 12%〇2，14 0ppm C 及 lOOppm S i的合金將獲得良好的調和性。 在所有的情況下，以釩取代目前所用的鉻可減少所吸 收之氫的破片並改良高溫及高壓下之對水介質的抗蝕性， 即使在局部加溫的情況下》 應注意的是熟習該項技藝者對於使用含有超過 0. 25%的釩之合金以構建管有所成見（ΕΡ — Α — 0 3 0 1 2 9. 5 )。 若其主要要求爲在反應器的使用之初始狀態中盡可能 地減少潛變，則可有利地增加鍚，碳及/或氧的成份。碳 成份可被調整以使之大於1 0 0 p pm，其在潛變因素上 較爲有利，且使低於1 8 0 p pm，超過此限制輻射膨脹 將過大。矽成份被％控制#以利用其對結構體之穩定效果 且其有利地影響抗蝕性。若低於5 0 p p m，蝕性動力將 實質地增加。超過120ppm後，其再度增加。再者， 藉由超過1 2 0 p pm之成份，則出現不利用熱形成之特 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） _ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 装- 訂

A7 B7 五、發明説明（3 ) 性的矽化物型之化合物，合金的再晶化性質使其具有良好 的潛變表現。 超過2/1之髙F e/V比率進一步增加在一包含鋰 的媒介中之抗蝕性。 高量之F e + V總值可精鍊可使冶金紋理結構，其爲 壓力下之良好.抗蝕性之一因素。 本發明而提供用以製造如上所述之類型的合金管之方 法，其依序包含：鑄造一鑄塊，將之打造爲一實心棒，在 該棒被加熱爲Θ相時將之浸水：選擇性地退火於6 4 Ot： 至7 6 0 °C之範困中以形成α相；拉出一削成一管狀粗胚 :選擇性地退火於6 4 0至7 6 0 °C之範圍而成爲α相； 連續冷滾步驟以形成厚度減少之管，其間在一惰性氣體或 在真空中以溫度範園6 4 0 °C至7 6 0 °C之間進行中間退 火，對於第一及第二步驟最好爲7 3 0°C而後績步驟最好 爲7 0 0°C ;最後爲鈍氣或在真空中以溫度範圔 560 °C至6. 50°C (最好在565 °C至595 °C之範圍 ，特別是5 8 0 °C)中實施再晶化退火，熱處理被設定以 熱處理參數ΣΑ在1 Ο·18至1 0_1β之範圍內，ΣΑ等於 以小時爲單位之_L_及exp ( — 40000/Τ)之乘稹 其中 爲以凯氏溫度表示。 在浸水後的第一退火步驟於7 3 0°C下被有利地執行 在抽胚後，第二退火步驟被7 0 0°C下被有利地執行。 所製成的管不經歷任何進一步的改變其冶金結構之熱 處理，直到其被用作一覆蓋管或一導引管，但是，其可能 本乡氏》：尺度適用中國國家標準（0阳〉八4規格（21〇1<297公釐） _ --------/ 裝------訂 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央梂準局貝工消費合作社印製 經濟部中央標準局員工消费合作社印製 A7 ______B7_ 五、發明説明（4 ) 歷經進一步的表面處理然後被檢査。表面處理可能特別包 含鼓風淨化及氧化物膜移處然後沖淨。表面處理可藉利用 一輪進行磨光而被完成。其被以傳統的方法檢驗，或是以 視査法及或是藉由利用超音波及/或旋渦電流而達成。 以下參照所附圖式對其它功能作進一步的說明。 詳細敎娜 用以結果如下所示測試之的下列成份被顯示以作說明 之用： •錫：0 · 5 % •鐵：0 . 6 5 % •釩：0 · 4 % •氧：0 . 12%(其可被提高至0· 1 4 %，當潛 變之抗性爲重要時） •碳：1 4 0 ppm (用以改善對潛變之抗性） •砂：1 0 0 p p m 其它成份爲鉻及雜質。 以上所給定之成份爲設定値； 對此代表成份而言，成份之製造容許度及變易性包持 於經常維持在上述的有利範圍中之一鋳塊生產値的範圍中 0 起始合金係爲縳塊之形式。其藉由打造或滾動被形成 爲一棒，且在被加熱至々相後，被以一經控制率浸以進入 α區，例如以每秒5 °C至每秒3 0°C之速率冷卻直到溫度 本紙張尺度逋用中國國家梯準（CNS > A4規格（2丨OX297公釐） ------;----{裝------訂 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 3ϋ4266 at Β7 五、發明説明（5 ) 降至約8 0 0 °C以下爲止。在浸水後，在低於8 0 0 °C之 溫度下進行退火以將棒變爲α相並將之維持於其中。在將 一管狀鋼胚加工並加熱至6 0 0 °C至7 0 0 °C之間後，抽 胚被執行。被抽之粗胚，在可能經歷低於8 0 0 °C之退火 之後，接著接受必要之次數的連績冷軋步驟以使其達到所 要之厚度，並在氬氣中進行中間退火，以產生一適當的 2A。最後，在鈍氣中於大約5 8 0 °C之下執行最終再晶 化加熱步驟。 測試被實施於所製造之管10上以將之與由落在鉻合 金4之列舉範圍中之合金，亦即，一般用於一減輕應力狀 態中者，所製成之管作比較。 均一腐飩 腐蝕測試係進行三種在一受壓之水反應器中之輻射循 環上，直到一特定之4 0 GW—天每（公制）噸的沸騰顯 示相較於先前所用之鉻4有至3 0%之增益爲止。在一熱 室中之後序檢査未顯示異性成局部性之腐蝕。 經濟部中夬樣準局負工消費合作社印製 Τ---^----1 裝-- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 在鋰存在下之腐蝕 圖1及圖2顯示執行於一3 6 0 °C之高壓蒸氣鍋中， 鋰成份爲1. 5ppm至70ppm的環境中進行。虛線 之曲線顯示鉻4合金之重童增加。實線代表依照本發明之 合金之重量增加。可以看出腐蝕動力明顯較慢。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS } A4規格（210X297公釐） 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（6 ) 對氬枨之抗性 測試執行於經過兩個加壓水反應器循環之輻射的覆蓋 管上之一熱室中。經過2 6 GW—天每（公制）噸之輻射 後，依照本發明之合金的氫含量爲9 1 ppm及9 9 p pm，而當作對照組之锆4合金者則爲1 4 8 p pm。 機械特件一延展件 測試顯示直到沸騰達到一輻射循環之一相等値時合金 之機械强度輕锆4合金者略微低，在兩個輻射循環後，本 發明之合金之機械强度與傳統者相當甚致較强。 當本發明之合金接受拖力時，總代表延展性之總長度 維持與鉻合金4者相等或甚至更大。 在碘存在下之表現 本發明之合金對於在碘存在下之應力腐蝕之接受性顯 示爲0 ，而鉻4在再晶化狀態及在應力減輕狀態下皆受到 損害。 總結而言，本發明之鉻可達成均一腐蝕抗力之實質改 善，特別是對鋰之低敏感性，其已被証明具有對應力腐蝕 有顯著的抗力：且其在數個輻射循環後維持高延展性。 圖式之概要敘沭 圖1及圖2爲對應於曝露時間之氧化作用之改變的曲 線。 本紙張尺度適用中國國家榡準（CNS ) Α4規格（210Χ 297公釐） I 1 ^ IJI 訂 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

Claims (1)

1. A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 附件二： 第85 1 00982號專利申請案 中文申請專利範圍修正本 民國85年11月修正 1 種鉻基合金管，用於構建燃料組裝之一包覆式 導引管之全部或部份，包含_重量百分率0. 4 %至0. 6 %的錫，0. 5%至0· 8%的鐵，0. 35%至 0. 75%的釩，0. 10%至0. 18%的氧，及分別 被控制於1 0 0 ppm至1 8 0 ppm及5 0 ppm至 1 2 0 p pm的範圍間之碳及矽量，其餘者爲锆及不可避 免的雜質，該合金被完全地再晶化。 2. 如申請專利範圍第1項所述的管，其中合金包含 0. 4%至0. 6%的錫，0. 6%至0. 7%的鐵， 0. 37% 至 0. 43% 的釩，0· 10% 至 〇· 14% 的氧，1 2 Oppm至1 6 Oppm.的碳及8 5ppm至 1 1 5ppm·的砂。 3. —種锆基合金管的製造方法用於製造構建燃料組 裝之一包覆式導引管之全部或部份，該合金包含重置百分 率0· 4%至0. 6%的錫，0. 5%至0· 8%的嫌， 〇 35% 至 0. 75% 的釩，0· 10% 至 〇· 18% 的氧，1 0 Oppm至1 8 Oppm碳及5 Oppm至 1 2 〇 P Pm的矽，其餘者爲鉻及不可避免之雜質’其包 含下列步驟： (a )鋳造該合金之一鑄塊： 本紙張尺度逋用中國國家標準（CNS > A4規格（2丨0><297公釐） ；--------f 裝— (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 4.Γ 經濟部中央橾準局工消费合作社印«

   ABC 8 D 經濟部中央樣準局負工消費合作社印製 石圍 (b )將該鑄塊打造爲一實心棒； (c )將該棒加熱並該被加熱之棒浸水使成/?相； (d )將該棒鑽爲空心鋼胚且將該鋼胚拉爲一管狀粗 胚； (e )執行連績冷軋步驟以形成厚度減少之管，以 6 4 0 °C至7 & 〇。(：之範圍 < 中的溫度下在一鈍氣或眞空中 實施中間熱處理：及 (f )最後，在5 5 0 τ至6 5 0 Τ的範圍中之溫度 下於g性空氣或在眞空下作整體之再晶化以使熱處理參數 Σ A在1 0 _18至1 〇 ·16的範圍之間。 4 .如申請專利範圍第3項所述的方法，其中步驟（ e )的該熱處理的前兩者係在約7 3 0 °C的溫度下進行而 其後序之處理在約7 0 0°C下進行。 5. 如申請專利範圍第3項所述的方法，其中最終步 驟（f )是在5 6 5 °C至5 9 5 °C的範圍中執行。 6. 如申讀專利範圍第3項所述的方法，進一步包括 在步驟（b )之後的於6 4 0 °C至7 3 0 eC的範園下之退 火0 7 ·如申請專利範圍第3項所述的方法，進一步包括 在步驟（c )及（d )之後於6 4 0 °C及7 6 0 °C之間所 執行之退火步驟使成β相。 8.如申請專利範圍第7項所述的方法，其中退火步 騾約在7 3 0 °C下被執行。 本紙張尺度逋用中國國家標率（CNS ) A4規格（210X297公釐） _ 一裝-- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 L