JPS61104064A - ガス状水素同位体を含む媒体のための構造部材 - Google Patents
ガス状水素同位体を含む媒体のための構造部材Info
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- JPS61104064A JPS61104064A JP60231452A JP23145285A JPS61104064A JP S61104064 A JPS61104064 A JP S61104064A JP 60231452 A JP60231452 A JP 60231452A JP 23145285 A JP23145285 A JP 23145285A JP S61104064 A JPS61104064 A JP S61104064A
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
- C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
- C22F1/10—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of nickel or cobalt or alloys based thereon
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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】
陀≠上の利用分野：
本発明はニッケル４０〜７０第、クロム１５〜６０％、
コ一ぐルト０〜２０％、モリブデン５〜１０％および鉄
０〜２０係を含むニッケル系合金からなるガス状水素同
位体を含む媒体のための構造部材とくにプロセス熱揃送
用の管に関する。
コ一ぐルト０〜２０％、モリブデン５〜１０％および鉄
０〜２０係を含むニッケル系合金からなるガス状水素同
位体を含む媒体のための構造部材とくにプロセス熱揃送
用の管に関する。
従来の技術：
たとえば石炭処理の際、水蒸気によるメタンリフォーミ
ングの際または石油化学に２いて、８５０〜１１００℃
での良好な耐熱性、１＝−よび識化安定注のほかと透過
性水素原子に対する高い抵抗を有しなけれ（ばならない
構造材料が要求される。石炭処理に必要なエネルギーを
核ソースから、たとえば高温原子炉からヘリウムを熱担
体として取出すことが考えられる。この熱担体は放射性
水素同位体トリチウムを含むことがめり、その石炭処理
の生成ガスへの整容はできるだけ透けなければならない
ので、使用する構造材料にはとくに高温における高い透
過阻止堰が必要である。
ングの際または石油化学に２いて、８５０〜１１００℃
での良好な耐熱性、１＝−よび識化安定注のほかと透過
性水素原子に対する高い抵抗を有しなけれ（ばならない
構造材料が要求される。石炭処理に必要なエネルギーを
核ソースから、たとえば高温原子炉からヘリウムを熱担
体として取出すことが考えられる。この熱担体は放射性
水素同位体トリチウムを含むことがめり、その石炭処理
の生成ガスへの整容はできるだけ透けなければならない
ので、使用する構造材料にはとくに高温における高い透
過阻止堰が必要である。
水素またはトリチウムの透Ａζ直は多くのニッケルおよ
びクロムを含む公知耐熱材料では互いに非常に近く、と
くに核装置に使用の際許容外（Ｃ高い。それゆえこのよ
うな耐熱材料て水素透過阻止性酸化物層を備えることは
すでに提案された。
びクロムを含む公知耐熱材料では互いに非常に近く、と
くに核装置に使用の際許容外（Ｃ高い。それゆえこのよ
うな耐熱材料て水素透過阻止性酸化物層を備えることは
すでに提案された。
西独公開特許公報第３１０４１１２号にはすべての耐熱
合金上にまったく一般的に設けられる酸化物層が記載さ
れる。しかしこの場合一定の水素透過阻止を達成し得な
いのが欠点であり、それゆえ猷化物層を備えるこのよう
な材料の英際の使用は透過阻止性が著しく変力するため
問題であり、同泳あらゆる積項の耐熱合金を使用する場
合酸化物層１４をそのつどの透過問題に適合させること
は困碓である。場合により酸化物層の阻止効果は基材と
ごく僅かしか異ならない。
合金上にまったく一般的に設けられる酸化物層が記載さ
れる。しかしこの場合一定の水素透過阻止を達成し得な
いのが欠点であり、それゆえ猷化物層を備えるこのよう
な材料の英際の使用は透過阻止性が著しく変力するため
問題であり、同泳あらゆる積項の耐熱合金を使用する場
合酸化物層１４をそのつどの透過問題に適合させること
は困碓である。場合により酸化物層の阻止効果は基材と
ごく僅かしか異ならない。
耐熱合金の所定範囲内の組成で基材品質が同じ場合およ
び酸化物層４が同じ場合、合金組成の許容変動および許
容不純物に応じてさらに一部透過阻止効果の著しい変動
が認められる。前記文献ならびに西独公開特許公報第３
１０８１６０号および第３２１５．５１４号に記載の酸
化物層はそれゆえ耐食層として適するけれど、水素透過
障壁としては信頌性□がない。
び酸化物層４が同じ場合、合金組成の許容変動および許
容不純物に応じてさらに一部透過阻止効果の著しい変動
が認められる。前記文献ならびに西独公開特許公報第３
１０８１６０号および第３２１５．５１４号に記載の酸
化物層はそれゆえ耐食層として適するけれど、水素透過
障壁としては信頌性□がない。
発明が解決しようとする問題点：
それゆえ本発明の目的はニッケル４０〜７０チ、クロム
１５〜３０％、コノ々ルト０〜２０％、ｃ。
１５〜３０％、コノ々ルト０〜２０％、ｃ。
モリブデン５〜１０％および鉄０〜２０％を含むニッケ
ル系合金がらなり、目的に応じて袋用しうる一定の高い
阻止品質の透過阻止障壁が最適に形成されるがス状水素
同位体を含む媒体のための構造部材とくにプロセス熱輸
送用の管を得ることである。
ル系合金がらなり、目的に応じて袋用しうる一定の高い
阻止品質の透過阻止障壁が最適に形成されるがス状水素
同位体を含む媒体のための構造部材とくにプロセス熱輸
送用の管を得ることである。
問題点を解決するための手段：
この目的は本発明により構造部材が少なくとも表面・戸
−ンにマンガン０．５〜０．８％ヲ含み、この部材が酸
化性雰囲気中８５０〜１０００°Ｃでの多段処理尾よっ
て全部で１５〜４５時間の処理時間の間に厚さ１〜１０
μｍの酸化物層を−備えることによって解決される。
−ンにマンガン０．５〜０．８％ヲ含み、この部材が酸
化性雰囲気中８５０〜１０００°Ｃでの多段処理尾よっ
て全部で１５〜４５時間の処理時間の間に厚さ１〜１０
μｍの酸化物層を−備えることによって解決される。
作 用 ：
意外にもマンガン０．５〜０．８ ％を合金とすること
と、８５０〜１０００℃のＩ狭化性雰囲気中で全部で１
５〜４５時間の処理時間の間に多段に設けた厚さ１〜１
０μｍの酸化物との協力作用により全体として水素同位
体に対する一定の、再現可能の優れた透過阻止効果が得
られることが明らかＫなった。
と、８５０〜１０００℃のＩ狭化性雰囲気中で全部で１
５〜４５時間の処理時間の間に多段に設けた厚さ１〜１
０μｍの酸化物との協力作用により全体として水素同位
体に対する一定の、再現可能の優れた透過阻止効果が得
られることが明らかＫなった。
たとえば酸化物層を備え、Ｍｎ ０．０８％を含む常用
公知のニッケル系合金の阻止効果を４０と測定すれば、
基材のみでは１であり、同じ酸化物層であるけれどマン
ガン含量が０．５％または０．７７ ％の場合、阻止値
は９００または７８０である。比較しうる標化物・Ｌ
Ｌがし０．８％を雇えるマンガン含量を釘する同じニ
ッケル系合金は公知法で測定して再びは丁する透過阻止
呟を示す。
公知のニッケル系合金の阻止効果を４０と測定すれば、
基材のみでは１であり、同じ酸化物層であるけれどマン
ガン含量が０．５％または０．７７ ％の場合、阻止値
は９００または７８０である。比較しうる標化物・Ｌ
Ｌがし０．８％を雇えるマンガン含量を釘する同じニ
ッケル系合金は公知法で測定して再びは丁する透過阻止
呟を示す。
それゆえ本発明の構造部材により所望の高い透過阻止１
直を調節することができ、その際耐熱性、強度および耐
食層はｔａ持される。
直を調節することができ、その際耐熱性、強度および耐
食層はｔａ持される。
本発明の有利な実施例によれば構ａ部材は表面にまず厚
さ０．１〜１．０μｍのマンガン被覆をたとえば蒸・冴
によって被シし、次に構造部材の表面ゾーンのマンガン
含量を０．５〜０．８％にたとえば９５０ ”Ｃの拡散
処理によって調節し、その後に酸化物１１の形成が続く
。
さ０．１〜１．０μｍのマンガン被覆をたとえば蒸・冴
によって被シし、次に構造部材の表面ゾーンのマンガン
含量を０．５〜０．８％にたとえば９５０ ”Ｃの拡散
処理によって調節し、その後に酸化物１１の形成が続く
。
したがって場合により構造部材全体にわたる全含量とし
てマンガン０．５〜０−８ ％ ’に合金することは、
構造の設定が将殊な関用目四に必要とする場合、避ける
ことができる。この有利な杉成によれば拡散ゾーンに対
する特殊な付加的要求なしに意外に高い同じ透過阻１Ｅ
値が達成される。
てマンガン０．５〜０−８ ％ ’に合金することは、
構造の設定が将殊な関用目四に必要とする場合、避ける
ことができる。この有利な杉成によれば拡散ゾーンに対
する特殊な付加的要求なしに意外に高い同じ透過阻１Ｅ
値が達成される。
酸化物層の形成を６段に実施し、処理時間を秩含量の高
い、コバルト含量の低いたとえばＦｅ１９％およびｃｏ
２％のニッケル系合金の場合各段約５時間とし、鉄を含
まない高いコバルト含量たとえばＦｅ Ｏ’１６およ′
びＣｏ １２ ％のニッケル系合金の場合各段約１５時
間とし、酸化性雰囲気を水素−水蒸気混合物または純水
蒸気から形成するのがとくに有利でらる。この６段処理
（Ｉこよれば中間的に発生した層欠陥が補修さ汽品質良
好な酸化物層が得られる。しかし全時間約１５〜４５時
間の２段、４段または各膜処理を適用することもできる
。酸化性雰囲気は場合によりＣＯまたはＣＯ２も適当で
ある。
い、コバルト含量の低いたとえばＦｅ１９％およびｃｏ
２％のニッケル系合金の場合各段約５時間とし、鉄を含
まない高いコバルト含量たとえばＦｅ Ｏ’１６およ′
びＣｏ １２ ％のニッケル系合金の場合各段約１５時
間とし、酸化性雰囲気を水素−水蒸気混合物または純水
蒸気から形成するのがとくに有利でらる。この６段処理
（Ｉこよれば中間的に発生した層欠陥が補修さ汽品質良
好な酸化物層が得られる。しかし全時間約１５〜４５時
間の２段、４段または各膜処理を適用することもできる
。酸化性雰囲気は場合によりＣＯまたはＣＯ２も適当で
ある。
酸化物層を被覆する前にそれぞれの構造部材を清浄にし
、水素焼鈍するのが適当である。それによって構造部材
の表面は光輝状態になり、表面加工てよって変形した表
面は再結晶する。
、水素焼鈍するのが適当である。それによって構造部材
の表面は光輝状態になり、表面加工てよって変形した表
面は再結晶する。
実施例：
次に例により本発明の構造部材の利点を詳細に説明する
。
。
例 １ ：
炭素的０．０７Ｌ％、クロム２１．５％、アルミニウム
１．１５％、チタン０．５％、コバルト１１．９チ、モ
リブデン８．６％、ケイ素０．０７％ならびにマンガン
０．０８チ、０．５％、０．７７％および１．１％、残
部ニッケルおよび溶解に伴う不純物）組成を有するニッ
ケルークロムーコＡ ル） −モリブデン合金のチＹ−
ジン、＠解し、鍛・貴し、圧延し、再結晶焼鈍した。こ
の材料から試料を製造し、同一条件下に前処理し、酸化
物層？設けた。前処理は機械的研摩工程（２２０〜１２
００グリツド、とくに゛１２００グリッド）および９０
０〜１０００℃とくに９５０℃で０．５〜３時間の水素
焼鈍を含む。次に水素−水蒸気混合 、。
１．１５％、チタン０．５％、コバルト１１．９チ、モ
リブデン８．６％、ケイ素０．０７％ならびにマンガン
０．０８チ、０．５％、０．７７％および１．１％、残
部ニッケルおよび溶解に伴う不純物）組成を有するニッ
ケルークロムーコＡ ル） −モリブデン合金のチＹ−
ジン、＠解し、鍛・貴し、圧延し、再結晶焼鈍した。こ
の材料から試料を製造し、同一条件下に前処理し、酸化
物層？設けた。前処理は機械的研摩工程（２２０〜１２
００グリツド、とくに゛１２００グリッド）および９０
０〜１０００℃とくに９５０℃で０．５〜３時間の水素
焼鈍を含む。次に水素−水蒸気混合 、。
物または純水蒸気による８５０〜１０００″Ｃと（Ｋ９
，２５℃で各１５時間の６段ば化と実施する。続いて試
料の透過阻止値を試廣した。マ／ガン含量０．０８％の
試料の阻止値は僅か４０であったけれど本発明によるマ
ンガン含量０．５チまたは０．７７％の試料の阻止値は
９００または７８０であった。マンガン含量１．１％の
試料ではこれに反し少し低い透過阻止値４００が得られ
た。
，２５℃で各１５時間の６段ば化と実施する。続いて試
料の透過阻止値を試廣した。マ／ガン含量０．０８％の
試料の阻止値は僅か４０であったけれど本発明によるマ
ンガン含量０．５チまたは０．７７％の試料の阻止値は
９００または７８０であった。マンガン含量１．１％の
試料ではこれに反し少し低い透過阻止値４００が得られ
た。
例 ２ ：
炭素的０．０６％、アルミニウム０．１％、クロム２１
％、鉄１８．９％、モリプデ／８．７％、タングステン
０．６％、ケイ素０．４ ％ならび：（マンガニｙ ０
．３７９ｂまたは０．７％、残部Ｎｉおよび溶Ｐｓテ伴
う不純物の組成を有するニッケルークロム−鉄−モリブ
デン鍛造合金のチャージから試料を製造し、同一条件下
に前処理し、酸化物層を設けた。前処理は機械的研摩工
程（１２００グリツド）および１０００°Ｃ，１時間の
水素焼鈍ヲ営む。次に純水蒸気による各５時間、３回の
酸化が読く。続いて試料の透過阻止効果を試験した。マ
ンガン０．３７ ％の試料は約５０の阻止効果、しかし
マ／ガ１０．７ ％の試料には１１００の阻止効果廓測
定された。金礪羨面から酸化物層を除去すれば、酸化物
層で保護されていない裸の金属に相当する低い透：＠
Ｂ屈止血が再び得られる。
％、鉄１８．９％、モリプデ／８．７％、タングステン
０．６％、ケイ素０．４ ％ならび：（マンガニｙ ０
．３７９ｂまたは０．７％、残部Ｎｉおよび溶Ｐｓテ伴
う不純物の組成を有するニッケルークロム−鉄−モリブ
デン鍛造合金のチャージから試料を製造し、同一条件下
に前処理し、酸化物層を設けた。前処理は機械的研摩工
程（１２００グリツド）および１０００°Ｃ，１時間の
水素焼鈍ヲ営む。次に純水蒸気による各５時間、３回の
酸化が読く。続いて試料の透過阻止効果を試験した。マ
ンガン０．３７ ％の試料は約５０の阻止効果、しかし
マ／ガ１０．７ ％の試料には１１００の阻止効果廓測
定された。金礪羨面から酸化物層を除去すれば、酸化物
層で保護されていない裸の金属に相当する低い透：＠
Ｂ屈止血が再び得られる。
これに対し、本発明による組成の光輝試料へ外側から人
工的にクロムをたとえば蒸清し、次にこのクロム層を前
記例に示した条件下に酸化する場合、本発明と異なり水
素、ジューチリウムおよびトリチウムに対する透過阻止
喧の改善は認められない。これは本発明により決定した
マンガン含量が構造部材から決定的に透過を阻止する鏝
れた酸化物層°を形成する原因であることを表わす。
工的にクロムをたとえば蒸清し、次にこのクロム層を前
記例に示した条件下に酸化する場合、本発明と異なり水
素、ジューチリウムおよびトリチウムに対する透過阻止
喧の改善は認められない。これは本発明により決定した
マンガン含量が構造部材から決定的に透過を阻止する鏝
れた酸化物層°を形成する原因であることを表わす。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、ニッケル４０〜７０％、クロム１５〜３０％、コバ
ルト０〜２０％、モリブデン５〜１０％および鉄０〜２
０％のニッケル系合金からなるガス状水素同位体を含む
媒体のための構造部材において、構造部材が少なくとも
表面ゾーンに０．５〜０．８％のマンガンを含み、８５
０〜１０００℃の酸化性雰囲気中の全体で１５〜４５時
間にわたる処理時間の多段熱処理によつて厚さ１〜１０
μｍの酸化物層を備えていることを特徴とするガス状水
素同位体を含む媒体のための構造部材。 ２、構造部材の表面をまず厚さ０．１〜１．０μｍのマ
ンガン層で被覆し、次に構造部材の表面ゾーンのマンガ
ン含量を拡散処理によつて０．５〜０．８％に調節した
特許請求の範囲第１項記載の部材。 ３、酸化物層の形成を３段に実施し、処理時間を高い鉄
含量および低いコバルト含量のニッケル系合金では各段
５時間とし、鉄を含まずコバルト含量の高いニッケル系
合金では各段１５時間とし、酸化性雰囲気が水素−水蒸
気混合物または純水蒸気からなる特許請求の範囲第１頃
または第２項記載の部材。
Applications Claiming Priority (2)
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| DE3438339.5 | 1984-10-19 | ||
| DE3438339A DE3438339C1 (de) | 1984-10-19 | 1984-10-19 | Verfahren zur Herstellung von Konstruktionsteilen fuer gasfoermige Wasserstoffisotope enthaltende Medien |
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| JPS61104064A true JPS61104064A (ja) | 1986-05-22 |
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ID=6248294
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Country Status (4)
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| JP (1) | JPS61104064A (ja) |
| DE (1) | DE3438339C1 (ja) |
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- 1985-09-25 EP EP85112167A patent/EP0182046A1/de not_active Withdrawn
- 1985-10-18 JP JP60231452A patent/JPS61104064A/ja active Pending
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| DE3438339C1 (de) | 1986-01-30 |
| EP0182046A1 (de) | 1986-05-28 |
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