Ni基合金的制造方法技术

本发明专利技术提供一种Ｎｉ基合金的制造方法。对Ｎｉ基合金，在二氧化碳气体构成的加热处理气氛下，或者在由０．０００１Ｖｏｌ．％以上的二氧化碳气体和９９．９９９９Ｖｏｌ．％以下的非氧化性气体构成的加热处理气氛下，进行加热，从而在Ｎｉ基合金表面形成由铬氧化物构成的氧化膜。上述的加热处理气氛也可以含有５Ｖｏｌ．％以下的氧气，特别希望是由二氧化碳气体和氢气构成的加热处理气氛。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种在高温水气氛下即使经过长期使用，Ni的溶解析出少的，特别是涉及一种适用于核电站用部件等的用途的。
技术介绍
Ni基合金，由于其机械性能优异，所以作为各种部件进行使用。特别是由于核反应堆的部件暴露在高温水中，所以作为其部件，使用的是耐腐蚀性优异的Ni基合金。例如，压水反应堆(PWR)的蒸汽发生器所使用的是60％Ni-30％Cr-10％Fe合金等。这些部件，从数年到数十年之间，在核反应堆的反应堆水气氛的300℃前后的高温水的气氛下进行使用。Ni基合金耐腐蚀性优异、腐蚀速度缓慢。但是，由于长期使用会有微量的Ni从同合金中溶解析出。溶解析出的Ni，在反应堆水的循环过程中，被搬运到反应堆活性区，在核燃料的附近，受到中子的照射。Ni受到中子照射，则由于核反应蜕变成具有放射性的Co。此具有放射性的Co，由于半衰期非常长，所以长时间持续地放射出射线。因此，Ni的溶解析出量增多，则进行定期检查等的工作员人所受的辐射量就增大。减少辐射量，是长期使用轻水慢化反应堆的一个非常重要的课题。因此，到目前也是，采取了通过改善材料方面的耐腐蚀性以及控制反应堆水的水质，而防止Ni基合金中的Ni的溶解析出的对策。在专利文献1中，公开了一种将Ni基合金导热管在10-2～10-4Torr的真空度的气氛下，在400～750℃的温度区域，进行退火，在其表面形成铬氧化物为主体的氧化膜，来改善耐全面腐蚀性的方法。在专利文献2中，公开了一种核电站用部件的制造方法，在对Ni基析出强化型合金进行固溶化处理后，从10-3Torr到大气的空气下的氧化气氛中，实施一种时效硬化处理以及氧化膜形成处理的至少有一部分同时进行的热处理。在专利文献3中，公开了一种Ni基合金制品的制造方法，将Ni基合金的制品在露点为-60℃～+20℃的氢或者氢和氩的混合气氛中，进行热处理。在专利文献4中，公开了一种使含有Ni和Cr的合金工件，暴露在水蒸气和至少一种的非氧化性气体的气体混合物中，使其形成富铬层的方法。专利文献1特开昭64-55366号公报专利文献2特开平8-29571号公报专利文献3特开2002-121630号公报专利文献4特开2002-322553号公报根据专利文献1中所公开的方法所形成的膜，由于其厚度不够充足，所以具有经长时间的使用其膜受到损伤等的失去防止溶解析出效果的问题。专利文献2中所公开的方法，由于经氧化的Ni很容易被带入膜中，所以具有在使用中此Ni溶解析出的问题。还有，如专利文献3以及4中所公开的方法那样的、对水蒸气量(露点)进行控制而使氧化膜形成的方法中，难以在水蒸气的进入侧和出口侧形成均匀的氧化膜。其理由如下。例如，通过连续处理形成长管的氧化膜时，生成的氧化膜的厚度不仅受氧势能的影响，而且还受经过被处理材料的表面的氧化型气体的浓度边界层的扩散性的影响。这里，浓度边界层是指，被处理材料的表面和离开表面的位置(例如，管内侧的中心轴附近)处的气体浓度分布的边界层。此扩散性受气体的扩散系数、运动粘度系数等的物理性质以及气体的浓度、流速等的氧化处理条件的影响。对于水蒸气(H2O)来讲，由于其上述的扩散性相对于CO2等的其他氧化性气体更大，所以在水蒸气气氛下进行氧化处理时，难以在水蒸气的进入侧和出口侧形成均匀的氧化膜。
技术实现思路
本专利技术为了解决这些问题，其目的是提供一种低价的，并且能够在Ni基合金表面形成均匀的铬氧化物的。本专利技术的特征在于，下述(1)～(14)的。(1)一种，其特征在于，对Ni基合金，在二氧化碳气体形成的加热处理气氛下或者在由0.0001Vol.％以上的二氧化碳气体和99.9999Vol.％以下的非氧化性气体形成的加热处理气氛下进行加热，从而在Ni基合金表面上形成由铬氧化物构成的氧化膜。(2)根据上述(1)中所述的，其特征在于，加热处理气氛是由二氧化碳气体、和氢气以及稀有气体中的至少一种构成。(3)根据上述(1)中所述的，其特征在于，加热处理气氛是由二氧化碳气体和氢气构成。(4)根据上述(1)～(3)中任一项所述的，其特征在于，加热处理气氛包含5Vol.％以下的氧气。(5)根据上述(1)～(4)中任一项所述的，其特征在于，加热处理气氛的二氧化碳气体的浓度为50Vol.％以下。(6)根据上述(1)～(4)中任一项所述的，其特征在于，加热处理气氛的二氧化碳气体的浓度为10Vol.％以下。(7)根据上述(1)～(6)中任一项所述的，其特征在于，加热温度为500～1250℃。(8)根据上述(1)～(7)中任一项所述的，其特征在于，加热时间为10秒～35小时。(9)根据上述(1)～(8)中任一项所述的，其特征在于，上述Ni基合金，以质量％计，含有C0.15％以下、Si1.00％以下、Mn2.0％以下、P0.030％以下、S0.030％以下、Cr10.0～40.0％、Fe15.0％以下、Ti0.5％以下、Cu0.50％以下以及Al2.00％以下，余量由Ni以及杂质构成。(10)根据上述(1)～(8)中任一项所述的，其特征在于，上述Ni基合金，以质量％计，含有C0.15％以下、Si1.00％以下、Mn2.0％以下、P0.030％以下、S0.030％以下、Cr14.0～17.0％、Fe6.0～10.0％、Ti0.5％以下、Cu0.50％以下以及Al2.00％以下，余量由Ni以及杂质构成。(11)根据上述(1)～(8)中任一项所述的，其特征在于，上述Ni基合金，以质量％计，含有C0.06％以下、Si1.00％以下、Mn2.0％以下、P0.030％以下、S0.030％以下、Cr27.0～31.0％、Fe7.0～11.0％、Ti0.5％以下、Cu0.50％以下以及Al2.00％以下，余量由Ni以及杂质构成。(12)根据上述(9)～(11)中任一项所述的，其特征在于，上述Ni基合金，替换Ni的一部分，以质量％计，含有Nb及/或Ta中任一单体或合计3.15～4.15％。(13)根据上述(9)～(12)中任一项所述的，其特征在于，上述Ni基合金，替换Ni的一部分，以质量％计，含有Mo8～10％。(14)根据上述(1)～(13)中任一项所述的，其特征在于，上述Ni基合金适用于核电站用的部件。还有，“铬氧化物构成的氧化膜”是表示以Cr2O3为主体的氧化膜，另外还可以含有Cr2O3以外的氧化物，例如，还可以含有MnCr2O4、TiO2、AL2O3、SiO2等的氧化物。还有，只要在Ni基合金的表面上具有由铬氧化物形成的氧化膜，则作为铬氧化物层的上层(外层)和/或作为下层(内层)，可以由其他的氧化物层形成。根据本专利技术，由于能够以低价在Ni基合金表面上均匀地形成铬氧化物，所以能够制造出一种在高温水环境，例如在核电站的高温水环境下，长期使用也极少有Ni溶解析出的Ni基合金。因此，此Ni基合金最适于蒸汽发生器(steam generator tubing)、以及在高温水中使用的隔离弹簧、卷簧、指形弹簧、管路扣件(channel fastener)、盖用喷嘴(nozzle)等的核电站用部件。具体实施例方式1.关于加热处理气氛在本专利技术的中，对Ni基合金，在二氧化碳气体形成的加热处理气氛中或者在0.0001Vol.％以上的二氧化碳气体和99.9999Vol.％以下的非氧化本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种Ｎｉ基合金的制造方法，其特征在于，对Ｎｉ基合金，在二氧化碳气体形成的加热处理气氛，或者在０．０００１Ｖｏｌ．％以上的二氧化碳气体和９９．９９９９Ｖｏｌ．％以下的非氧化性气体形成的加热处理气氛下，进行加热，从而在Ｎｉ基合金表面上形成由铬氧化物构成的氧化膜。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：穴田博之，木野村庄司，广畑宪明，神崎学，来村和洁，
申请(专利权)人：住友金属工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]