Mulberry (uranlegering)

Mulberry är en uranlegering .

Den används som en icke-korroderande eller "rostfri" uranlegering. Det har lagts fram som ett strukturellt material för höljena i fysikpaketet i kärnvapen, inklusive de i Nordkorea .

Kompositionen är en ternär legering , av 7,5% niob , 2,5% zirkonium , 90% uran.

Mulberry utvecklades på 1960-talet vid UCRL . Binära legeringskompositioner studerades först för att undvika de mekaniska problemen med rent uran: korrosion, dimensionell instabilitet, oförmåga att förbättra dess mekaniska egenskaper genom värmebehandling. Uran-molybdenlegeringar visade sig vara känsliga för spänningskorrosionssprickor , uran-niob-legeringar vara svaga och uran-zirkoniumlegeringar vara spröda. Ternära legeringar studerades därefter för att försöka undvika dessa nackdelar. Uran-niob-zirkonium visade sig vara korrosionsbeständigt och tillåta åldershärdning , vilket kunde öka dess hårdhet från 110 till 270 ksi .

Flera kristallfaser observerades, med en kritisk temperatur på 650°C. Ovanför detta var den kroppscentrerade kubiska y-fasen stabil. Vattensläckning till rumstemperatur producerar en γ ^s övergångsfas och med åldring omvandlas denna till en tetragonal γ ^o -fas. Ytterligare åldrande ger en monoklinisk ɑ″-fas som observeras metallografiskt som ett Widmanstätten-mönster . Legeringens kristallstruktur har studerats, särskilt y-fasen. Uraninneslutningar har observerats i legeringen även om niobrika inneslutningar, till skillnad från de binära legeringarna, inte var det. Tidiga studier var osäkra på om dessa var inneboende beteenden eller artefakter av deras bearbetning.