JPH04236748A - 高耐食性ジルコニウム合金の製造方法 - Google Patents
高耐食性ジルコニウム合金の製造方法Info
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- JPH04236748A JPH04236748A JP382891A JP382891A JPH04236748A JP H04236748 A JPH04236748 A JP H04236748A JP 382891 A JP382891 A JP 382891A JP 382891 A JP382891 A JP 382891A JP H04236748 A JPH04236748 A JP H04236748A
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Landscapes
- Physical Vapour Deposition (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
【０００１】［発明の目的］
【０００２】
【産業上の利用分野】本発明は、軽水冷却型原子炉の炉
心材料、特に核燃料集合体部材として好適な高耐食性ジ
ルコニウム合金の製造方法に関する。
心材料、特に核燃料集合体部材として好適な高耐食性ジ
ルコニウム合金の製造方法に関する。
【０００３】
【従来の技術】ジルコニウム合金は中性子吸収断面積が
小さく、 ４００℃以下で純水あるいは水蒸気との反応
が少なく、かつ適切な強度および延性を持つなど、被覆
管、スペーサ、チャンネルボックス等の核燃料集合体構
成部材として優れた性能を持っている。しかし、従来使
用されてきたジルコニウム合金は炉心使用期間中に冷却
水と反応し、ノジュラー腐食と呼ばれる局部腐食等が生
じることがわかってきた。
小さく、 ４００℃以下で純水あるいは水蒸気との反応
が少なく、かつ適切な強度および延性を持つなど、被覆
管、スペーサ、チャンネルボックス等の核燃料集合体構
成部材として優れた性能を持っている。しかし、従来使
用されてきたジルコニウム合金は炉心使用期間中に冷却
水と反応し、ノジュラー腐食と呼ばれる局部腐食等が生
じることがわかってきた。
【０００４】そのため、ジルコニウム合金の耐食性を改
善することが望まれ、例えば、ジルコニウム合金を約
９００℃以上に加熱した後、室温まで急冷する処理（焼
入れ処理）を施す方法（特開昭５８−２２４１３９ 号
公報）等の製造方法の改良が提案されている。また耐食
性に優れた素材を選別使用する方法等が採られている。
善することが望まれ、例えば、ジルコニウム合金を約
９００℃以上に加熱した後、室温まで急冷する処理（焼
入れ処理）を施す方法（特開昭５８−２２４１３９ 号
公報）等の製造方法の改良が提案されている。また耐食
性に優れた素材を選別使用する方法等が採られている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
焼入れ処理によって耐食性を向上させる方法では、焼入
れにより加工性の低下や延性の低下が生じる等の問題が
あった。
焼入れ処理によって耐食性を向上させる方法では、焼入
れにより加工性の低下や延性の低下が生じる等の問題が
あった。
【０００６】本発明は上記情況に鑑みてなされたもので
、特に核燃料集合体部材として適した耐食性を有し、か
つ加工性や延性の低下が生じないようなジルコニウム合
金を製造する方法を提供することを目的とするものであ
る。 ［発明の構成］
、特に核燃料集合体部材として適した耐食性を有し、か
つ加工性や延性の低下が生じないようなジルコニウム合
金を製造する方法を提供することを目的とするものであ
る。 ［発明の構成］
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、ジルコニウム
合金を ４５０〜５５０℃の水蒸気中、空気中または酸
素−不活性ガス混合ガス中において処理して表面に酸化
膜を形成することを特徴とする高耐食性ジルコニウム合
金の製造方法に関し、さらにジルコニウム合金を水蒸気
中約 ３００〜 ４５０℃で処理して表面に酸化膜を形
成した後、 ４５０〜 ５５０℃で加熱処理することを
特徴とする高耐食性ジルコニウム合金の製造方法に関す
る。
合金を ４５０〜５５０℃の水蒸気中、空気中または酸
素−不活性ガス混合ガス中において処理して表面に酸化
膜を形成することを特徴とする高耐食性ジルコニウム合
金の製造方法に関し、さらにジルコニウム合金を水蒸気
中約 ３００〜 ４５０℃で処理して表面に酸化膜を形
成した後、 ４５０〜 ５５０℃で加熱処理することを
特徴とする高耐食性ジルコニウム合金の製造方法に関す
る。
【０００８】
【作用】従来のジルコニウム合金の表面酸化膜中には大
きさ１μｍ以下の微小な合金元素析出物が分散しており
、この析出物の存在が耐食性を低下させる要因となって
いた。従来のジルコニウム合金の酸化膜の形成は、ジル
コニウム合金を約 ３００〜４５０℃の水蒸気中で酸化
させて表面に厚さ約１μｍの酸化膜を形成させる方法に
よっていたが、本発明者は、この従来の酸化膜形成温度
より高温である約 ４５０℃以上の温度で、水蒸気中、
空気中もしくは酸素−不活性ガス混合ガス中で酸化させ
ることにより、酸化膜中に存在していた合金元素析出物
が酸化膜マトリクス中へ溶け出し、その結果、析出物の
数および大きさがともに減少することを見出した。また
、従来の方法で酸化膜を形成した後、 ４５０℃以上で
加熱処理することによっても、同様に合金元素析出物が
酸化膜マトリクス中へ溶け出すことを見出した。
きさ１μｍ以下の微小な合金元素析出物が分散しており
、この析出物の存在が耐食性を低下させる要因となって
いた。従来のジルコニウム合金の酸化膜の形成は、ジル
コニウム合金を約 ３００〜４５０℃の水蒸気中で酸化
させて表面に厚さ約１μｍの酸化膜を形成させる方法に
よっていたが、本発明者は、この従来の酸化膜形成温度
より高温である約 ４５０℃以上の温度で、水蒸気中、
空気中もしくは酸素−不活性ガス混合ガス中で酸化させ
ることにより、酸化膜中に存在していた合金元素析出物
が酸化膜マトリクス中へ溶け出し、その結果、析出物の
数および大きさがともに減少することを見出した。また
、従来の方法で酸化膜を形成した後、 ４５０℃以上で
加熱処理することによっても、同様に合金元素析出物が
酸化膜マトリクス中へ溶け出すことを見出した。
【０００９】本発明はかかる知見に基づいてなされたも
のである。なお、 ５５０℃以上で加熱した場合には、
ジルコニウム合金の機械強度が低下するため、加熱温度
はいずれの場合も ４５０℃〜 ５５０℃の範囲とする
。
のである。なお、 ５５０℃以上で加熱した場合には、
ジルコニウム合金の機械強度が低下するため、加熱温度
はいずれの場合も ４５０℃〜 ５５０℃の範囲とする
。
【００１０】以上説明したように、本発明では従来の酸
化膜形成温度より高温で、かつ従来提案されていた焼入
れ温度よりは低温で、ジルコニウム合金に酸化膜形成処
理を施すことにより、耐食性の向上したしかも機械強度
及び延性の低下しないジルコニウム合金を得ることがで
きる。
化膜形成温度より高温で、かつ従来提案されていた焼入
れ温度よりは低温で、ジルコニウム合金に酸化膜形成処
理を施すことにより、耐食性の向上したしかも機械強度
及び延性の低下しないジルコニウム合金を得ることがで
きる。
【００１１】
【実施例】本発明の実施例を図面を参照して説明する。
ジルコニウム合金を、圧力 １０５気圧の水蒸気中にお
いて ４７５℃で２４時間酸化させ、表面に厚さ３μｍ
の酸化膜を形成させた。これを供試材Ａとする。また、
別にジルコニウム合金を従来条件である ４００℃で２
４時間酸化させて厚さ１μｍの酸化膜を設けた後、 ４
７５℃で２４時間真空焼鈍した。これを供試材Ｂとする
。ここに用いたジルコニウム合金は、Ｚｒの他にＳｎ，
Ｆｅ，Ｃｒを添加したもの、またはこれにさらにＮｉを
添加したものである。
いて ４７５℃で２４時間酸化させ、表面に厚さ３μｍ
の酸化膜を形成させた。これを供試材Ａとする。また、
別にジルコニウム合金を従来条件である ４００℃で２
４時間酸化させて厚さ１μｍの酸化膜を設けた後、 ４
７５℃で２４時間真空焼鈍した。これを供試材Ｂとする
。ここに用いたジルコニウム合金は、Ｚｒの他にＳｎ，
Ｆｅ，Ｃｒを添加したもの、またはこれにさらにＮｉを
添加したものである。
【００１２】供試材Ａおよび供試材Ｂと、従来の酸化処
理したジルコニウム合金を、高温高圧水蒸気中で腐食さ
せ、それぞれの耐食性を調べた。結果を図１に示す。図
からあきらかなように、本発明の供試材Ａ，Ｂは、従来
の酸化処理ジルコニウム合金に比べて大幅に腐食量が少
ない。なお、耐食性向上効果は、酸化温度および焼鈍温
度ともに ４５０℃以上となった場合にみられることが
、試験の結果確かめられた。
理したジルコニウム合金を、高温高圧水蒸気中で腐食さ
せ、それぞれの耐食性を調べた。結果を図１に示す。図
からあきらかなように、本発明の供試材Ａ，Ｂは、従来
の酸化処理ジルコニウム合金に比べて大幅に腐食量が少
ない。なお、耐食性向上効果は、酸化温度および焼鈍温
度ともに ４５０℃以上となった場合にみられることが
、試験の結果確かめられた。
【００１３】上記供試材Ａの表面酸化処理を水蒸気中に
代って大気中にて ４５０〜 ５５０℃で２４時間実施
した場合、および酸素−不活性ガス混合雰囲気中で ４
５０〜 ５５０℃で２４時間実施した場合も、同様に耐
食性向上効果がみられた。
代って大気中にて ４５０〜 ５５０℃で２４時間実施
した場合、および酸素−不活性ガス混合雰囲気中で ４
５０〜 ５５０℃で２４時間実施した場合も、同様に耐
食性向上効果がみられた。
【００１４】
【発明の効果】本発明によれば、ジルコニウム合金の機
械強度および延性を損なわずに耐食性を大幅に向上させ
ることができ、特に核燃料集合体構成部材として優れた
ジルコニウム合金を提供することができる。
械強度および延性を損なわずに耐食性を大幅に向上させ
ることができ、特に核燃料集合体構成部材として優れた
ジルコニウム合金を提供することができる。
【図１】従来の方法で酸化処理したジルコニウム合金と
本発明により製造したジルコニウム合金の耐食性を比較
した図。
本発明により製造したジルコニウム合金の耐食性を比較
した図。
Claims (2)
- 【請求項１】 ジルコニウム合金を ４５０〜 ５５
０℃の水蒸気中、空気中または酸素−不活性ガス混合ガ
ス中において処理して表面に酸化膜を形成することを特
徴とする高耐食性ジルコニウム合金の製造方法。 - 【請求項２】 ジルコニウム合金を水蒸気中約 ３０
０〜 ４５０℃で処理して表面に酸化膜を形成した後、
４５０〜 ５５０℃で加熱処理することを特徴とする
高耐食性ジルコニウム合金の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP382891A JPH04236748A (ja) | 1991-01-17 | 1991-01-17 | 高耐食性ジルコニウム合金の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP382891A JPH04236748A (ja) | 1991-01-17 | 1991-01-17 | 高耐食性ジルコニウム合金の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04236748A true JPH04236748A (ja) | 1992-08-25 |
Family
ID=11568062
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP382891A Pending JPH04236748A (ja) | 1991-01-17 | 1991-01-17 | 高耐食性ジルコニウム合金の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04236748A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05209257A (ja) * | 1991-08-23 | 1993-08-20 | General Electric Co <Ge> | ジルカロイのノジュラー腐食抵抗性を向上させるための焼なまし方法 |
-
1991
- 1991-01-17 JP JP382891A patent/JPH04236748A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05209257A (ja) * | 1991-08-23 | 1993-08-20 | General Electric Co <Ge> | ジルカロイのノジュラー腐食抵抗性を向上させるための焼なまし方法 |
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