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L'invention est relative aux alliages d' aluminium,, et elle a pour objet l'obtention d'une meilleure résistance des allia , ges d'aluminium-nickel à la corrosion par 1.1 eau à des températures et pressions élevées.
Il est connu que des alliages d' aluminium contenant 0,5 à 5,0 % de nickel, et de préférence également 0,25 à 1% de fer,. ont une résistance améliorée à cette corrosif comparativement à l'aluminium pur. Par éxemple, un alliage composé d'aluminium de grande pureté (pur à 99,999 %) avec 2,5% de nickel, résistera à la corrosion par l'eau à 300 C pendant 100 heures, et un .alliage d'aluminium "commercial" (contenant 0,5 % de fer et 0,25% de silicium) avec 2,5% de nickel résistera à la corrosion par l'eau à 32500. pendant 130 jours.
Il,est supposé que le nickel procure une protection pour - l'aluminium en réduisant le dommage causé à ce dernier par diffu- sion d'hydrogène.- Le nickel a une faible solubilité dans l'alu-
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minium., forme une phase dont l'hydrogène est facilement libéré, et est uniformément distribué sous forme de petites particules dans tout l' aluminium., Il procure par suite une distribution uni- forme d'étendues de faible surpotentiel d'hydrogène et permet à de l'hydrogène cathodiquement produit de se dégager librement de ces étendues à la surface du métal plutôt que de diffuser dans celui-ci..
On a constaté que la résistance à la corrosion de l'aluminium peut être rendue meilleure encore par une addition d'un métal qui améliore les propriétés du film protecteur même qui est formé sur la base d'aluminium par l'attaque corrosive. On a constaté que , des, additions de moins de 0,1% de béryllium et de moins de 0,3 % d titane ont cet effet désiré. l'invention consiste en alliages d'aluminium contenant 0,5 à 2,5% de nickel, et 0,1 à 0,3% de titane,le reste étant prati- quement de l'aluminium ou un alliage d'aluminium avec des élé- ments d'alliage pour résistance élevée conventionnels.. De préfé- rence, l'alliage contient également 0,1 à 1% de fer, et 0,05 à
0,5% de silicium.- L'alliage peut également contenir 0,005 à 0,10 % de béryllium.
Dans la définition de l'invention et la présente description, les pourcentages indiqués sont des pourcentages en poids.
Les alliages peuvent Être préparés par des méthodes conven- tionnelles,. de préférence par fusion sous vide. Un recuit sous vide améliore la résistance à la corrosion si des méthodes autres que la fusion sous vide sont utilisées.
Des alliages conformes à l'invention sont illustrés par les exemples suivants :
Exemple 1 - Un alliage a été préparé à- partir d'un alu- minium commercial, avec addition de titane, et présentait la composition nominale ci-après :
EMI2.1
<tb> nickel <SEP> 1,75 <SEP> %
<tb>
<tb> fer <SEP> 0,75%
<tb>
<tb> silicium <SEP> 0,15 <SEP> % <SEP>
<tb>
<tb> titane <SEP> 0,15 <SEP> %
<tb>
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Exemple 2.- Un alliage a été préparé à partir d'un aluminium commercial , avec.
des additions de titane et également de béryllium et présentait la composition nominale ci-après
EMI3.1
<tb> nickel <SEP> 1,75%
<tb> fer <SEP> 0,75%
<tb>
<tb> silicium <SEP> u,2u <SEP> % <SEP>
<tb>
<tb> béryllium <SEP> 0,05 <SEP> %
<tb>
<tb> tit <SEP> ane <SEP> 0,20%
<tb>
Après transformation en feuille par des méthodes normales et re- cuit à 620 C pendant 24 heures, ces deux alliages ont montré une résistance beaucoup plus grande à la corrosion par l'eau à 325 C que ne le font des alliages contenant du nickel , du fer et du si- licium en proportions analogues, mais ni béryllium ou titane.
Les alliages de l'invention peuvent être employés pour revêtir des éléments combustibles, ou bien comme phase métal dans de combustibles dits "cermet" , ou bien comme constituant d'alliages combustibles, dans des réacteurs nucléaires utilisant des systèmes à eau sous pression à haute température.
Revendications
1,- Un alliage d'aluminium comprenant 0,5 à 2,5 % en poids de nickel et 0,1 à 0,3% en poids de titane, le restant étant pratiquement de l'aluminium pur.
2. - Un alliage 'd' aluminium comprenant 0,5 à 2 ,5 % en poids de nickel et 0,1 à 0,3% en poids de titane, le restant étant pratiquement de l'aluminium pur avec moins de 1,5 % en poids d' additions d'alliage pour haute résistance.
3.- Un alliage d'aluminium selon la reverriication 2,dans . lequel les dites additions d'alliage pour haute résistance compren- nent 0,1 à 1,0 % en poids de fer et 0,05 à U,5 % en poids de si- licium.
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The invention relates to aluminum alloys, and its object is to obtain better resistance of aluminum-nickel alloys to corrosion by 1.1 water at high temperatures and pressures.
It is known that aluminum alloys containing 0.5 to 5.0% nickel, and preferably also 0.25 to 1% iron,. have improved resistance to this corrosive compared to pure aluminum. For example, an alloy composed of high purity aluminum (99.999% pure) with 2.5% nickel, will resist corrosion by water at 300 C for 100 hours, and a commercial aluminum alloy. "(containing 0.5% iron and 0.25% silicon) with 2.5% nickel will resist water corrosion at 32,500 for 130 days.
It is assumed that nickel provides protection for - aluminum by reducing damage to the latter by diffusion of hydrogen - Nickel has low solubility in aluminum
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minium., forms a phase from which hydrogen is readily liberated, and is uniformly distributed as small particles throughout the aluminum., It therefore provides a uniform distribution of low hydrogen overpotential areas and allows cathodically produced hydrogen to free themselves from these expanses on the surface of the metal rather than diffusing into it.
It has been found that the corrosion resistance of aluminum can be made even better by addition of a metal which improves the properties of the very protective film which is formed on the aluminum base by the corrosive attack. It has been found that additions of less than 0.1% beryllium and less than 0.3% titanium have this desired effect. the invention consists of aluminum alloys containing 0.5 to 2.5% nickel, and 0.1 to 0.3% titanium, the remainder being essentially aluminum or an aluminum alloy with conventional high strength alloying elements. Preferably, the alloy also contains 0.1 to 1% iron, and 0.05 to.
0.5% silicon. The alloy may also contain 0.005 to 0.10% beryllium.
In the definition of the invention and the present description, the percentages indicated are percentages by weight.
The alloys can be prepared by conventional methods. preferably by vacuum melting. Vacuum annealing improves corrosion resistance if methods other than vacuum melting are used.
Alloys in accordance with the invention are illustrated by the following examples:
Example 1 - An alloy was prepared from commercial aluminum, with the addition of titanium, and had the following nominal composition:
EMI2.1
<tb> nickel <SEP> 1.75 <SEP>%
<tb>
<tb> iron <SEP> 0.75%
<tb>
<tb> silicon <SEP> 0.15 <SEP>% <SEP>
<tb>
<tb> titanium <SEP> 0.15 <SEP>%
<tb>
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Example 2. An alloy was prepared from a commercial aluminum, with.
additions of titanium and also of beryllium and had the following nominal composition
EMI3.1
<tb> nickel <SEP> 1.75%
<tb> iron <SEP> 0.75%
<tb>
<tb> silicon <SEP> u, 2u <SEP>% <SEP>
<tb>
<tb> beryllium <SEP> 0.05 <SEP>%
<tb>
<tb> tit <SEP> ane <SEP> 0.20%
<tb>
After sheet forming by normal methods and annealing at 620 C for 24 hours, these two alloys showed much greater resistance to corrosion by water at 325 C than do alloys containing nickel, iron and silicon in like proportions, but neither beryllium nor titanium.
The alloys of the invention can be used to coat fuel elements, or else as a metal phase in so-called "cermet" fuels, or else as a constituent of fuel alloys, in nuclear reactors using high pressure water systems. temperature.
Claims
1, - An aluminum alloy comprising 0.5 to 2.5% by weight of nickel and 0.1 to 0.3% by weight of titanium, the remainder being substantially pure aluminum.
2. - An aluminum alloy comprising 0.5 to 2.5% by weight of nickel and 0.1 to 0.3% by weight of titanium, the remainder being practically pure aluminum with less than 1, 5% by weight alloy additions for high strength.
3.- An aluminum alloy according to reverriication 2, in. wherein said high strength alloy additions comprise 0.1 to 1.0 wt% iron and 0.05 to 5.5 wt% silicon.