[发明专利]Ni-Cr合金材料

说明书

技术领域

本发明涉及一种Ni-Cr合金材料，特别是涉及一种在原子能设备等的高温水环境中的耐全面腐蚀性优异的Ni-Cr合金材料。

背景技术

在原子能设备用SG(蒸汽发生器)导热管中使用600合金、690合金等Ni-Cr合金。这是因为，上述合金在高温的水环境中具有优异的耐腐蚀性。但是，上述导热管因腐蚀而溶出(release)哪怕是极其微量的金属成分，当该金属成分在炉内被辐射激化(radioactivated)时，也会成为辐射源(radiation source)，因此希望能够进一步提高上述导热管的耐腐蚀性。

作为用于减少辐射的以往技术，有一种在导热管的表面上形成保护氧化膜层的技术。例如，在专利文献1中公开了如下方法，即、在10^-2～10^-4Torr的真空度的气氛中以400～750℃的温度区域对Ni基合金导热管进行热处理，从而形成以铬的氧化物为主体的氧化膜层。采用该方法，能够改善该导热管的耐全面腐蚀性。

在专利文献2中公开了一种原子能设备用构件的制造方法，该方法在对Ni基析出强化型合金进行了固溶热处理后，在10^-3Torr～大气压的氧化气氛下实施进行时效硬化处理并进行氧化膜层形成处理的至少一部分处理的加热处理。另外，在专利文献3中公开了一种Ni基合金产品的制造方法，该方法在露点为-60～+20℃的氢气氛中或氢与氩的混合气氛中对Ni基合金产品进行热处理。

在专利文献4中公开了如下方法，即、将含有Ni和Cr的合金工件暴露于水蒸气与至少1种的非氧化性气体的气体混合物中，形成富铬层。另外，在专利文献5中公开了一种Ni基合金的制造方法，该方法在含有二氧化碳气体的气氛中加热Ni基合金而在Ni基合金的表面上形成由铬的氧化物构成的氧化膜层。

专利文献1：日本特开昭64-55366号公报

专利文献2：日本特开平8-29571号公报

专利文献3：日本特开2002-121630号公报

专利文献4：日本特开2002-322553号公报

专利文献5：日本特开2006-111902号公报

以往技术中的在合金表面形成保护膜层的技术均存在下述问题，即、虽然在膜层保持完整的状态下具有优异的防止金属成分溶出的效果，但是当在实际的使用过程中膜层发生了剥离的情况下，防止金属溶出的效果变差，甚至有可能对炉内的水质产生不良影响。

发明内容

本发明是为了解决上述以往技术中的问题而做成的，目的在于提供一种使耐腐蚀性得到飞跃性的提高的Ni-Cr合金材料。

为了解决上述问题，本发明人使用由与以往相同的金属成分构成的材料调查了材料表面组织对全面腐蚀性的影响，结果发现通过使材料的最表层具有较大的均匀晶格应变(lattice strain)，能够飞跃性地提高耐腐蚀性，由此完成了本发明。

本发明的主要目的在于提供下述的(A)和(B)所述的Ni-Cr合金材料。

(A)一种Ni-Cr合金材料，该材料的均匀晶格应变量满足下述式子(1)和式子(2)。

S≤0.002           …(1)

S＝D₅₀₀-D_≤200     …(2)

其中，上述式子中的各符号的含义如下所述。

S：表层的均匀晶格应变量

D₅₀₀：距材料表面的深度为500nm的位置处的{111}晶面的晶面间距

D_≤200：距材料表面的深度为200nm以下的{111}晶面的晶面间距的平均值

(B)在上述(A)所述的Ni-Cr合金材料的基础上，该材料的化学组成是：以质量％计含有C：0.15％以下、Si：1.00％以下、Mn：2.0％以下、P：0.030％以下、S：0.030％以下、Cr：10.0～45.0％、Fe：15.0％以下、Ti：0.5％以下和Al：2.00％以下，且剩余部分由Ni和杂质构成。

优选将上述(A)和(B)所述的Ni-Cr合金材料用作例如原子能设备用构件。

另外，杂质是指，在工业用途中制造金属材料时由于矿石、废铁(scrap)等原料以及其他各种原因混入的物质。