JPS636624B2 - - Google Patents
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- JPS636624B2 JPS636624B2 JP879879A JP879879A JPS636624B2 JP S636624 B2 JPS636624 B2 JP S636624B2 JP 879879 A JP879879 A JP 879879A JP 879879 A JP879879 A JP 879879A JP S636624 B2 JPS636624 B2 JP S636624B2
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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
- C22F1/16—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of other metals or alloys based thereon
- C22F1/18—High-melting or refractory metals or alloys based thereon
- C22F1/186—High-melting or refractory metals or alloys based thereon of zirconium or alloys based thereon
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Heat Treatment Of Nonferrous Metals Or Alloys (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
- Investigating And Analyzing Materials By Characteristic Methods (AREA)
Description
本発明は、ジルコニウム合金中に含有されるス
ズリツチの偏析を均質化する方法およびこの偏析
の均質化されたジルコニウム合金に関する。 や金においては、用語「ストリンガ
（Stringer）」は、しばしばミクロ構造の「ストリ
ング状（Stringlike）」の特徴を説明するために
用いられる。これらは、合金偏析、第２相粒子偏
析および／または不純物の偏析であり得る。ジル
コニウム合金においては、他の金属合金系に対し
て例外なしに、用語「ストリンガ」が、例えばピ
クレサイマー（Picklesimer）の米国特許第
2894866号に記載されているストリンガおよび炭
素、リンおよびケイ素などのような「ストリング
状」不純物を説明するために使用されている。本
発明は、長い間炭素リツチであると信じられて来
たストリンガを取り扱う。この信念および炭素の
ジルコニウムの公知の限られた溶解度のために、
熱処理による均質化は不可能と考えられ、この方
法によつて均質化する公知の試みは実施されなか
つた。 電子分析技術の最近の進歩によつて、炭素であ
ると従来信じられて来たストリンガは、スズリツ
チであることが判明した。これらのスズリツチの
ストリンガは、真空アーク溶融方法における不均
質の生成物であると信ぜられている。これらのス
ズリツチの偏析は、鋳塊中の細長い形状よりもい
くらか短かい不規則な形の塊りとしてあらわれ
る。鋳塊が加工されるに従つて、偏析は加工方向
に伸長され、加工方向に平行に検査するとストリ
ング状の特徴を示す。 上述した米国特許第2894866号は、ジルコニウ
ム系合金に対する第２相偏析型ストリンガを熱処
理方法で除去する方法を開示している。この特許
は、合金を温度975℃で１時間ベータ焼入れする
方法を記載している。この処理によつて、第２相
は再分布するが、スズリツチのストリンガはミク
ロ構造中に残留する。ジルコニウム合金の熱処理
に関するその他の特許は、モツク（Nock）の米
国特許第3645800号およびウイーナーら（Wiener
et al）の米国特許第3689324号で、これらの特許
は、この場合のスズリツチのストリンガを除去す
るには余りに温度が低いか、または余りに時間が
短いか、いずれかの熱処理法を開示している。 これらスズリツチのストリンガが存在するため
に、用途によつて、これらの偏析またはストリン
ガの位置で腐蝕が進行し、さらに、これらの位置
で機械的弱化の進行することが判明している。あ
る種の成形工程、特に鋭い彎曲の起る工程におい
ては、偏析は割れを起し、望ましくない製品を与
える。 本発明は、腐蝕と割れの生じにくいジルコニウ
ム製品を提供するために、ジルコニウム合金中の
スズリツチのストリンガまたは偏析を均質化によ
り除去する方法を指向するものである。本発明
は、約1000℃以上、一般には1100℃以上の高温度
で、スズリツチストリンガを均質化するために十
分な時間、ジルコニウム合金を熱処理することか
らなる。熱処理工程の時間と温度の相互関係は、
次の一般式によつて決定される。 〔温度〕1225−70 ln〔時間〕 式中、〔温度〕は加熱温度℃であり、〔時間〕は
加熱時間ｈである。（自然対数、すなわち、ｅを
ベースとする対数を対象とする） 本発明によつて、合金が処理される温度は、ベ
ータ焼入れで通常使用されている温度よりも高
く、またこの種の熱処理に一般に必要とされてい
るよりも長時間行なわれ、場合によつては８〜24
時間にもなる。処理時間は、加熱温度の上昇に反
比例する。ジルコニウム合金は、インゴツトの予
熱から最終のサイズまでのほとんどの製造段階
で、このようにして処理することができる。偏析
の厚さが増加する程、温度をより高くしおよび／
またはより長時間かけなければならない。 本明細書で使用される用語「ジルコニウム合
金」は、主として下記する成分が主要な合金要素
を構成する合金を意味する。 スズ：痕跡から３重量％、 鉄：痕跡から0.3重量％、 クロム：痕跡から0.15重量％、 ニツケル：痕跡から0.1重量％、 炭素：痕跡から0.05重量％、 酸素：痕跡から0.2重量％、 ケイ素：痕跡から0.03重量％、 ジルコニウム：残余 しかしながら、その他のジルコニウム合金も包
含される。 前述した一般式に従つて、上記合金を約1000℃
以上の温度に加熱することによつて、ストリンガ
型の合金偏析は、ジルコニウム合金中で均質化さ
れる。このようにして、より大きい耐蝕性と成形
性のある合金が製造される。 約0.1〜１ミクロンの厚さのスズストリンガの
ある加工された上記成分組成の範囲内にあるジル
コニウム合金の厚さ0.08インチ（0.2cm）の板に、
使用する時間および温度の典型的な実例を次表に
挙げる。
ズリツチの偏析を均質化する方法およびこの偏析
の均質化されたジルコニウム合金に関する。 や金においては、用語「ストリンガ
（Stringer）」は、しばしばミクロ構造の「ストリ
ング状（Stringlike）」の特徴を説明するために
用いられる。これらは、合金偏析、第２相粒子偏
析および／または不純物の偏析であり得る。ジル
コニウム合金においては、他の金属合金系に対し
て例外なしに、用語「ストリンガ」が、例えばピ
クレサイマー（Picklesimer）の米国特許第
2894866号に記載されているストリンガおよび炭
素、リンおよびケイ素などのような「ストリング
状」不純物を説明するために使用されている。本
発明は、長い間炭素リツチであると信じられて来
たストリンガを取り扱う。この信念および炭素の
ジルコニウムの公知の限られた溶解度のために、
熱処理による均質化は不可能と考えられ、この方
法によつて均質化する公知の試みは実施されなか
つた。 電子分析技術の最近の進歩によつて、炭素であ
ると従来信じられて来たストリンガは、スズリツ
チであることが判明した。これらのスズリツチの
ストリンガは、真空アーク溶融方法における不均
質の生成物であると信ぜられている。これらのス
ズリツチの偏析は、鋳塊中の細長い形状よりもい
くらか短かい不規則な形の塊りとしてあらわれ
る。鋳塊が加工されるに従つて、偏析は加工方向
に伸長され、加工方向に平行に検査するとストリ
ング状の特徴を示す。 上述した米国特許第2894866号は、ジルコニウ
ム系合金に対する第２相偏析型ストリンガを熱処
理方法で除去する方法を開示している。この特許
は、合金を温度975℃で１時間ベータ焼入れする
方法を記載している。この処理によつて、第２相
は再分布するが、スズリツチのストリンガはミク
ロ構造中に残留する。ジルコニウム合金の熱処理
に関するその他の特許は、モツク（Nock）の米
国特許第3645800号およびウイーナーら（Wiener
et al）の米国特許第3689324号で、これらの特許
は、この場合のスズリツチのストリンガを除去す
るには余りに温度が低いか、または余りに時間が
短いか、いずれかの熱処理法を開示している。 これらスズリツチのストリンガが存在するため
に、用途によつて、これらの偏析またはストリン
ガの位置で腐蝕が進行し、さらに、これらの位置
で機械的弱化の進行することが判明している。あ
る種の成形工程、特に鋭い彎曲の起る工程におい
ては、偏析は割れを起し、望ましくない製品を与
える。 本発明は、腐蝕と割れの生じにくいジルコニウ
ム製品を提供するために、ジルコニウム合金中の
スズリツチのストリンガまたは偏析を均質化によ
り除去する方法を指向するものである。本発明
は、約1000℃以上、一般には1100℃以上の高温度
で、スズリツチストリンガを均質化するために十
分な時間、ジルコニウム合金を熱処理することか
らなる。熱処理工程の時間と温度の相互関係は、
次の一般式によつて決定される。 〔温度〕1225−70 ln〔時間〕 式中、〔温度〕は加熱温度℃であり、〔時間〕は
加熱時間ｈである。（自然対数、すなわち、ｅを
ベースとする対数を対象とする） 本発明によつて、合金が処理される温度は、ベ
ータ焼入れで通常使用されている温度よりも高
く、またこの種の熱処理に一般に必要とされてい
るよりも長時間行なわれ、場合によつては８〜24
時間にもなる。処理時間は、加熱温度の上昇に反
比例する。ジルコニウム合金は、インゴツトの予
熱から最終のサイズまでのほとんどの製造段階
で、このようにして処理することができる。偏析
の厚さが増加する程、温度をより高くしおよび／
またはより長時間かけなければならない。 本明細書で使用される用語「ジルコニウム合
金」は、主として下記する成分が主要な合金要素
を構成する合金を意味する。 スズ：痕跡から３重量％、 鉄：痕跡から0.3重量％、 クロム：痕跡から0.15重量％、 ニツケル：痕跡から0.1重量％、 炭素：痕跡から0.05重量％、 酸素：痕跡から0.2重量％、 ケイ素：痕跡から0.03重量％、 ジルコニウム：残余 しかしながら、その他のジルコニウム合金も包
含される。 前述した一般式に従つて、上記合金を約1000℃
以上の温度に加熱することによつて、ストリンガ
型の合金偏析は、ジルコニウム合金中で均質化さ
れる。このようにして、より大きい耐蝕性と成形
性のある合金が製造される。 約0.1〜１ミクロンの厚さのスズストリンガの
ある加工された上記成分組成の範囲内にあるジル
コニウム合金の厚さ0.08インチ（0.2cm）の板に、
使用する時間および温度の典型的な実例を次表に
挙げる。
【表】
図面には、上記の点をその中に示されたグラフ
にプロツトし、偏析が除去される領域を決定する
線が前述の一般式によつて表示されている。 均質化すべき最終の偏析のサイズは、鋳造され
たままのインゴツト中の最初のサイズおよびそれ
が熱処理する大きさに減少される間に続いて行な
われる加工量の両者に依存するので、加工によつ
てより大きい減少を受けた材料中に、他の原料イ
ンゴツトからの比較片よりも厚い偏析が存在する
可能性はある。 前述の一般式によつて計算された時間と温度
は、すべての大きさのジルコニウム合金製品から
スズストリンガを除去するのに適したパラメータ
のためのガイドラインを提供する。一例として、
４インチ（約18cm）厚さのジルコニウム合金板
は、1200℃で４時間処理することによつて、偏析
が除去され、すなわち、スズストリンガが均質化
された。 従つて、本発明は数学的に関係ずけた時間と温
度の表によつて熱処理して、ジルコニウム合金か
らスズリツチのストリンガを除去する方法を指向
するものということができる。本発明の範囲内
で、修正することは可能である。
にプロツトし、偏析が除去される領域を決定する
線が前述の一般式によつて表示されている。 均質化すべき最終の偏析のサイズは、鋳造され
たままのインゴツト中の最初のサイズおよびそれ
が熱処理する大きさに減少される間に続いて行な
われる加工量の両者に依存するので、加工によつ
てより大きい減少を受けた材料中に、他の原料イ
ンゴツトからの比較片よりも厚い偏析が存在する
可能性はある。 前述の一般式によつて計算された時間と温度
は、すべての大きさのジルコニウム合金製品から
スズストリンガを除去するのに適したパラメータ
のためのガイドラインを提供する。一例として、
４インチ（約18cm）厚さのジルコニウム合金板
は、1200℃で４時間処理することによつて、偏析
が除去され、すなわち、スズストリンガが均質化
された。 従つて、本発明は数学的に関係ずけた時間と温
度の表によつて熱処理して、ジルコニウム合金か
らスズリツチのストリンガを除去する方法を指向
するものということができる。本発明の範囲内
で、修正することは可能である。
図面は、熱処理の温度と時間によつて、偏析が
除去される領域を示すグラフである。
除去される領域を示すグラフである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ ジルコニウム合金中に含有される錫リツチの
偏析を低減し、腐蝕と割れの生じにくくしたジル
コニウム合金の偏析均質化方法において、 次の一般式、 〔温度〕≧1225−70 1n〔時間〕、 式中、〔温度〕は加熱温度℃、〔時間〕は加熱時
間ｈ、によつて、偏析をジルコニウム合金中で均
質化させるために、該ジルコニウム合金を1100〜
1400℃の温度で８時間から10分間にわたつて加熱
することを特徴とする偏析均質化方法。 ２ 前記ジルコニウム合金が、 スズ：痕跡〜３重量％、 鉄：痕跡〜0.3重量％、 クロム：痕跡〜0.15重量％、 ニツケル：痕跡〜0.1重量％、 炭素：痕跡〜0.05重量％、 酸素：痕跡〜0.2重量％、 ケイ素：痕跡〜0.03重量％、 ジルコニウム：残余 からなる組成を有することを特徴とする特許請求
の範囲第１項に記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US87369178A | 1978-01-30 | 1978-01-30 | |
| US05/970,972 US4219372A (en) | 1978-12-19 | 1978-12-19 | Homogenization of zirconium alloys |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS54112712A JPS54112712A (en) | 1979-09-03 |
| JPS636624B2 true JPS636624B2 (ja) | 1988-02-10 |
Family
ID=27128310
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP879879A Granted JPS54112712A (en) | 1978-01-30 | 1979-01-30 | Method of reducing segregation within zirconium alloy and zirconium alloy without segregation |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS54112712A (ja) |
| DE (1) | DE2903476A1 (ja) |
| FR (1) | FR2415664A1 (ja) |
| GB (1) | GB2022611B (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3805124A1 (de) * | 1988-02-18 | 1989-08-31 | Siemens Ag | Kernreaktorbrennelement |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2894866A (en) * | 1958-01-21 | 1959-07-14 | Marion L Picklesimer | Method for annealing and rolling zirconium-base alloys |
| US3645800A (en) * | 1965-12-17 | 1972-02-29 | Westinghouse Electric Corp | Method for producing wrought zirconium alloys |
| US3689324A (en) * | 1968-09-27 | 1972-09-05 | George W Wiener | Process for obtaining preferred orientation in zirconium and its alloy |
-
1979
- 1979-01-30 JP JP879879A patent/JPS54112712A/ja active Granted
- 1979-01-30 GB GB7903214A patent/GB2022611B/en not_active Expired
- 1979-01-30 DE DE19792903476 patent/DE2903476A1/de active Granted
- 1979-01-30 FR FR7902351A patent/FR2415664A1/fr active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2415664B3 (ja) | 1981-11-13 |
| GB2022611A (en) | 1979-12-19 |
| GB2022611B (en) | 1982-06-30 |
| DE2903476C2 (ja) | 1988-06-16 |
| JPS54112712A (en) | 1979-09-03 |
| FR2415664A1 (fr) | 1979-08-24 |
| DE2903476A1 (de) | 1979-08-02 |
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