本資料では、当社製の厚さ2mmの純ジルコニウム板、1.5mmの純ニオブ板、NbZr1合金板、およびNb-1Zr合金ワイヤについて、標準化された製造工程、冷間・熱間加工特性、および残留応力の発生要因を解説します。また、ニオブ-ジルコニウム合金の耐食性に焦点を当て、各製品の加工条件の違いを明確にするとともに、材料の応力異方性に関する疑問にもお答えします。
全体的な工程は以下の通りです：原料の溶解 → 高温熱間鍛造 → 高温熱間圧延 → 表面仕上げ → 多パス冷間圧延 → 製品の真空焼鈍（任意） → 最終検査 → 梱包・出荷。
ニオブインゴットは、真空消耗電極アーク溶解法によって製造されます。機械加工と探傷検査を経た後、鋳造組織を破壊するために1200～1400℃で熱間鍛造が行われます。その後、1000～1200℃で熱間圧延を行い、厚さ5～8mmの熱間圧延スラブを製造します。表面の酸化欠陥は、酸洗および研削によって除去されます。ニオブは著しい加工硬化特性を示すため、複数回の冷間圧延パスを経て、最終厚さ1.5mmまで薄く延ばされます。圧延中には、750～850℃での真空中間焼鈍工程を挟むことで、材料の塑性を回復させ、圧延の安定性を確保します。
納入形態は2種類に分けられます。一つは最終焼鈍を行わない冷間圧延板で、顕著な方向性残留応力を有します。もう一つは750～900℃で高真空焼鈍を施した板で、残留応力が大部分除去され、均質かつ安定した材料となっています。顧客の要望に応じたカスタム生産も可能です。
全体の工程は以下の通りです：真空合金溶解 → 熱間鍛造および熱間押出 → 中間均質化熱処理 → 多パス冷間引抜（中間焼鈍を併用） → 製品精密引抜 → 製品真空焼鈍 → 表面処理 → 検査・梱包。
高純度のニオブおよびジルコニウム原料を用い、複数回の真空アーク溶解工程を経てNb-1Zr合金インゴットを製造します。探傷およびピーリング（外周切削）を行った後、1200～1400℃で熱間鍛造し、熱間押出によって粗ビレットに成形します。ビレットには均質化熱処理と表面研削を施し、その後、多パスの冷間引抜工程によって段階的に径を細くしていきます。ニオブ-ジルコニウム合金は加工硬化が非常に激しいため、引抜工程中に750～850℃での高真空中間焼鈍を繰り返し行い、ワイヤの割れや破断を防ぐ必要があります。最終寸法への精密引抜後、製品ワイヤは800～950℃で真空焼鈍され、柔軟で低応力な状態に仕上げられます。最後に、矯正、探傷、機械的特性試験を経て、コイル状に巻かれ、梱包・出荷されます。
