(57)【要約】【課題】強度特性が向上したアルミニウム合金材料を提供する。【解決手段】アルミニウム（Ａｌ）を主成分とするアルミニウム合金材料は、０．１質量％以上０．３質量％以下のケイ素（Ｓｉ）と、０．１質量％以上０．７質量％以下の鉄（Ｆｅ）と、１．８質量％以上３．０質量％以下のマンガン（Ｍｎ）と、０．８質量％以上１．３質量％以下のマグネシウム（Ｍｇ）と、を含有する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミニウム（Ａｌ）を主成分とするアルミニウム合金材料であって、
０．１質量％以上０．３質量％以下のケイ素（Ｓｉ）と、
０．１質量％以上０．７質量％以下の鉄（Ｆｅ）と、
１．８質量％以上３．０質量％以下のマンガン（Ｍｎ）と、
０．８質量％以上１．３質量％以下のマグネシウム（Ｍｇ）と、
を含有することを特徴とするアルミニウム合金材料。
【請求項２】
前記マンガンの少なくとも一部を、Ａｌ６Ｍｎの非平衡析出物として含有することを特徴とする請求項１に記載のアルミニウム合金材料。
【請求項３】
Ａｌ６Ｍｎの前記非平衡析出物は、粒状析出物であることを特徴とする請求項２に記載のアルミニウム合金材料。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れか一項に記載のアルミニウム合金材料によって形成されたキャスク用バスケット。
【請求項５】
請求項４に記載のバスケットと、
前記バスケットを収容する本体胴と、
前記本体胴の端部開口を閉塞するための蓋部と、
を備えることを特徴とするキャスク。
【請求項６】
アルミニウム（Ａｌ）を主成分とし、１．８質量％以上３．０質量％以下のマンガン（Ｍｎ）を含有するアルミニウム合金の溶融物を冷却して、アルミニウム母相中に前記マンガンを過飽和固溶させて過飽和固溶体を得る冷却ステップと、
前記過飽和固溶体を熱処理して、前記マンガンの少なくとも一部をＡｌ６Ｍｎとして析出させてアルミニウム合金材料を得る熱処理ステップと、
を備えることを特徴とするアルミニウム合金材料の製造方法。
【請求項７】
前記冷却ステップでは、前記溶融物にガスを噴射することにより、前記溶融物を紛体化させることを特徴とする請求項６に記載のアルミニウム合金材料の製造方法。
【請求項８】
前記冷却ステップで得られる前記過飽和固溶体の粉末の平均粒子径は、５μｍ以上８０μｍ以下であることを特徴とする請求項７に記載のアルミニウム合金材料の製造方法。
【請求項９】
前記熱処理ステップの前に、粉体状の前記過飽和固溶体に酸化処理を施すステップをさらに含むことを特徴とする請求項７又は８に記載のアルミニウム合金材料の製造方法。
【請求項１０】
前記冷却ステップでは、ＤＣ鋳造法により、前記過飽和固溶体の成形品を得ることを特徴とする請求項６に記載のアルミニウム合金材料の製造方法。
【請求項１１】
前記熱処理ステップでは、前記過飽和固溶体を４００℃以上６２０℃以下の温度範囲に昇温して保持することを特徴とする請求項６乃至１０の何れか一項に記載のアルミニウム合金材料の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、アルミニウム合金材料及びその製造方法並びにキャスク用バスケット及びキャスクに関する。
【背景技術】
【０００２】
長期間にわたって高温環境下で使用される部材の材料として、熱的安定性に優れたマンガン含有アルミニウム合金が用いられることがある。
【０００３】
例えば、使用済燃料を輸送又は貯蔵するための金属キャスクは、使用済核燃料を内部に長期間（例えば６０年）貯蔵した後、再処理施設等に輸送される。すなわち、使用済燃料を貯蔵している長期にわたり、金属キャスク及びその構造部材は使用済核燃料（発熱体）の崩壊熱により熱曝露を受ける。非特許文献１には、上述の金属キャスクの構造部材（例えばバスケット）の材料として、マンガン含有アルミニウム合金が用いられることが記載されている。
【０００４】
また、特許文献１には、マンガン含有アルミニウム合金を含むアルミニウム合金材料について強度特性等の評価をするために、実製品において熱履歴に応じて起こり得る析出物の粗大化等の熱劣化現象を模擬して材料特性評価用試料を作製することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第５９６０３３５号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】日本機械学会編  「使用済燃料貯蔵施設規格  金属キャスク構造規格  ２００７年版」、２００８年２月発行
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、マンガン含有アルミニウム合金（例えば３０００系アルミニウム合金）は、熱的安定性に優れる一方、強度特性が他のアルミニウム合金（例えばジュラルミンを含む２０００系アルミニウム合金）に比べて劣る。このため、マンガン含有アルミニウム合金が強度部材として採用された実績はほとんどなく、マンガン含有アルミニウム合金の強度特性を向上させようとするニーズは大きくなかった。
しかしながら、上述した金属キャスクの収納密度の向上や、燃焼度のより高い燃料への対応等のため、熱的安定性に優れるマンガン含有アルミニウム合金材料の高温強度等の強度特性の改善が望まれる。
【０００８】
上述の事情に鑑みて、本発明の少なくとも一実施形態は、強度特性が向上したアルミニウム合金材料を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
（１）本発明の少なくとも一実施形態に係るアルミニウム合金材料は、
アルミニウム（Ａｌ）を主成分とするアルミニウム合金材料であって、
０．１質量％以上０．３質量％以下のケイ素（Ｓｉ）と、
０．１質量％以上０．７質量％以下の鉄（Ｆｅ）と、
１．８質量％以上３．０質量％以下のマンガン（Ｍｎ）と、
０．８質量％以上１．３質量％以下のマグネシウム（Ｍｇ）と、
を含有する。
【００１０】
アルミニウム合金において、マンガンは析出強化に寄与する金属元素である。すなわち、マンガンがＡｌ−Ｍｎ化合物として析出して析出物を形成することにより、アルミニウム合金材料の強度特性が向上する。ここで、アルミニウムにおけるマンガンの最大固溶限は、６５８．５℃（共晶温度）において１．８２質量％であるが、１．８２質量％以上のマンガンを含むアルミニウム合金では、通常、共晶温度以下の温度においては、マンガンが固溶されないため、強度特性向上に寄与する析出物が形成されず、強度特性向上には実質的に寄与し得ないアルミニウム（Ａｌ）とＡｌ６Ｍｎとの共晶組織が形成される。よって、通常、マンガンの含有量が１．８２％を超えるアルミニウム合金では、強度特性の改善効果を得ることは難しいと考えられる。
この点、後述する実施形態に係る製造方法によれば、上記（１）のように最大固溶量よりも多くマンガンを含有するアルミニウム合金において、共晶温度以下の温度で固相Ａｌ中にＳｉ及びＦｅを析出核としてＡｌ６Ｍｎの微細粒子を析出させることができる。よって、通常よりも多量のマンガンをＡｌ６Ｍｎの微細粒子としてアルミニウム中に析出させることができ、これにより強度特性が向上したアルミニウム合金材料を得ることができる。
【００１１】
（２）幾つかの実施形態では、上記（１）に記載の前記アルミニウム合金材料は、前記マンガンの少なくとも一部を、Ａｌ６Ｍｎの非平衡析出物として含有する。
【００１２】
上記（１）に記載の組成を有するアルミニウム合金（すなわち、最大固溶限よりも多量のマンガンを含むアルミニウム合金）の溶融物を、平衡状態が維持されるように比較的ゆっくりと冷却すると、アルミニウム（Ａｌ）とＡｌ６Ｍｎとの共晶組織が形成される。このような共晶組織が形成された場合、アルミニウム合金材料において強度特性の改善効果を得ることは難しい。
この点、上記（２）の構成では、アルミニウム合金材料は、マンガンの少なくとも一部を、強度特性の向上に寄与するＡｌ６Ｍｎの非平衡析出物として含有する。よって、上記（２）に記載のアルミニウム合金材料は、共晶組織が形成されたアルミニウム合金材料に比べて良好な強度特性を有する。
【００１３】
（３）幾つかの実施形態では、上記（２）の構成において、Ａｌ６Ｍｎの前記非平衡析出物は、粒状析出物である。
【００１４】
上記（３）の構成によれば、アルミニウム合金材料に含まれるＡｌ６Ｍｎの非平衡析出物は、粒状析出物であるので、層状の共晶組織が形成される場合に比べて、アルミニウム合金材料の強度特性が良好となる。
【００１５】
（４）本発明の少なくとも一実施形態に係るキャスク用バスケットは、上記（１）乃至（３）の何れかに記載のアルミニウム合金材料によって形成される。
【００１６】
上記（４）の構成によれば、通常よりも多量のマンガンがＡｌ６Ｍｎの微細粒子としてアルミニウム中に析出することにより強度特性が向上した上記（１）のアルミニウム合金材料によって、キャスク用バスケットが形成される。よって、強度特性が向上したキャスク用バスケットを得ることができる。
【００１７】
（５）本発明の少なくとも一実施形態に係るキャスクは、
上記（４）に記載のバスケットと、
前記バスケットを収容する本体胴と、
前記本体胴の端部開口を閉塞するための蓋部と、
を備える。
【００１８】
上記（５）の構成によれば、通常よりも多量のマンガンがＡｌ６Ｍｎの微細粒子としてアルミニウム中に析出することにより強度特性が向上した上記（１）のアルミニウム合金材料によって、キャスク用バスケットが形成される。よって、強度特性が向上したキャスク用バスケットを得ることができる。
【００１９】
（６）本発明の少なくとも一実施形態に係るアルミニウム合金材料の製造方法は、
アルミニウム（Ａｌ）を主成分とし、１．８質量％以上３．０質量％以下のマンガン（Ｍｎ）を含有するアルミニウム合金の溶融物を冷却して、アルミニウム母相中に前記マンガンを過飽和固溶させて過飽和固溶体を得る冷却ステップと、
前記過飽和固溶体を熱処理して、前記マンガンの少なくとも一部をＡｌ６Ｍｎとして析出させてアルミニウム合金材料を得る熱処理ステップと、
を備える。
【００２０】
上記（６）の製造方法では、最大固溶限（１．８２質量％）より多量のマンガンを含むアルミニウム合金の溶融物を適切に冷却することにより、アルミニウム（Ａｌ）とＡｌ６Ｍｎとの共晶組織を形成せずに、アルミニウム中にマンガンを過飽和固溶させる。そして、このように得られた過飽和固溶体を熱処理することにより、アルミニウム中に過飽和固溶しているマンガンの少なくとも一部をＡｌ６Ｍｎとして析出させる。
よって、上記（６）の製造方法によれば、最大固溶量よりも多量のマンガンを含有するアルミニウム合金において、固相Ａｌ中にＡｌ６Ｍｎの微細粒子を析出させることができる。このため、通常よりも多量のマンガンを微細粒子としてアルミニウム中に析出させることができ、これにより強度特性が向上したアルミニウム合金材料を得ることができる。
【００２１】
（７）幾つかの実施形態では、上記（６）の製造方法において、前記冷却ステップでは、前記溶融物にガスを噴射することにより、前記溶融物を紛体化させる。
【００２２】
上記（７）の製造方法によれば、マンガンを含むアルミニウム合金の溶融物にガスを噴射することにより、該溶融物が微細化されるとともに急冷されるので、アルミニウムにマンガンが過飽和固溶した過飽和固溶体を形成することができる。そして、このように得られた過飽和固溶体を熱処理することにより、アルミニウム中に過飽和固溶しているマンガンの少なくとも一部をＡｌ６Ｍｎとして析出させることができるので、強度特性が向上したアルミニウム合金材料を得ることができる。
【００２３】
（８）幾つかの実施形態では、上記（７）の製造方法において、前記冷却ステップで得られる前記過飽和固溶体の粉末の平均粒子径は、５μｍ以上８０μｍ以下である。
【００２４】
上記（８）の製造方法のように、アルミニウム合金の溶融物にガスを噴射して得られる紛体の平均粒子径が５μｍ以上であれば、溶融物にガスを噴射することにより紛体を形成しやすい。また、上記（８）の製造方法のように、該紛体の平均粒子径が８０μｍ以下であれば、比表面積が比較的大きく、溶融物が紛体化されるときに急冷されやすいため、過飽和固溶体が形成されやすい。
【００２５】
（９）幾つかの実施形態では、上記（７）又は（８）の製造方法において、前記熱処理ステップの前に、粉体状の前記過飽和固溶体に酸化処理を施すステップをさらに含む。
【００２６】
上記（９）の製造方法では、溶融物を紛体化させて得られる紛体状の過飽和固溶体に酸化処理を施すことにより、紛体の表面に酸化アルミニウム層が形成される。このように形成された酸化アルミニウムが、例えば後段の成形工程等においてアルミニウム母相に取り込まれると分散粒子強化としてアルミニウム合金の強度特性が向上する。よって、上記（９）の製造方法によれば、アルミニウム合金材料の強度特性をより向上させることができる。
【００２７】
（１０）幾つかの実施形態では、上記（６）の製造方法において、前記冷却ステップでは、ＤＣ鋳造法（Ｄｉｒｅｃｔ  Ｃｈｉｌｌ  Ｃａｓｔｉｎｇ）により、前記過飽和固溶体の成形品を得る。
【００２８】
上記（１０）の製造方法によれば、ＤＣ鋳造法により、アルミニウム合金の溶融物を冷却材で直接冷却しながら成形品を得るので、該溶融物を急冷することができる。よって、アルミニウムにマンガンが過飽和固溶した過飽和固溶体として成形品を得ることができる。
【００２９】
（１１）幾つかの実施形態では、上記（６）乃至（１０）の何れかの製造方法において、前記熱処理ステップでは、前記過飽和固溶体を４００℃以上６２０℃以下の温度範囲に昇温して保持する。
【００３０】
上記（１１）の製造方法のように、過飽和固溶体を４００℃以上に昇温して保持することで、微細なＡｌ６Ｍｎの粒子を析出させやすくなる。また、上記（１１）の製造方法のように、過飽和固溶体を６２０℃以下に昇温して保持することで、均質化されたＡｌ６Ｍｎの析出を確保しやすくなる。
よって、上記（１１）の製造方法によれば、アルミニウム合金の強度特性の向上に寄与するＡｌ６Ｍｎの粒子を効果的に析出させることができる。
【発明の効果】
【００３１】
本発明の少なくとも一実施形態によれば、強度特性が向上したアルミニウム合金材料が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】Ａｌ−Ｍｎ２元系状態図のアルミニウム側の一部を示す図である。
【図２】一実施形態に係るアルミニウム合金材料の製造方法のフローチャートである。
【図３】熱処理ステップを行う際の、アルミニウム合金の温度変化の一例を示す図である。
【図４】一実施形態に係るキャスクの構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
【００３４】
まず、幾つかの実施形態に係るアルミニウム合金材料の構成について説明する。
幾つかの実施形態に係るアルミニウム合金材料は、アルミニウム（Ａｌ）を主成分とし、０．１質量％以上０．３質量％以下のケイ素（Ｓｉ）と、０．１質量％以上０．７質量％以下の鉄（Ｆｅ）と、１．８質量％以上３．０質量％以下のマンガン（Ｍｎ）と、０．８質量％以上１．３質量％以下のマグネシウム（Ｍｇ）と、を含有する。
【００３５】
アルミニウム合金において、マンガンは析出強化に寄与する金属元素である。すなわち、マンガンがＡｌ−Ｍｎ化合物として析出して析出物を形成することにより、アルミニウム合金材料の強度特性が向上する。
ここで、上述の構成を有するアルミニウム合金は、１．８質量％以上３．０質量％以下のマンガン（Ｍｎ）を含有する。すなわち、上述のアルミニウム合金は、最大固溶限（６５８．５℃（共晶温度）において１．８２質量％）以上のマンガンを含有する。
最大固溶限である１．８２質量％を超える量のマンガンを含むアルミニウム合金では、通常、共晶温度以下の温度においては、アルミニウム（Ａｌ）とＡｌ６Ｍｎとの共晶組織が形成される。この共晶組織は、層状構造を有しており、強度特性向上には実質的に寄与し得ない。このため、通常、最大固溶限を超える量のマンガンを含むアルミニウム合金では、強度特性の改善効果を得ることは難しいと考えられる。
【００３６】
この点、後述する実施形態に係る製造方法によれば、最大固溶量よりも多くマンガンを含有するアルミニウム合金において、共晶温度以下の温度で固相Ａｌ中にＳｉ及びＦｅを析出核としてＡｌ６Ｍｎの微細粒子を析出させることができる。よって、通常よりも多量のマンガンをＡｌ６Ｍｎの微細粒子としてアルミニウム中に析出させることができ、これにより、最大固溶限以上のマンガンを含みながら、強度特性が向上したアルミニウム合金材料を得ることができる。
【００３７】
上述のように、Ｓｉの含有量が０．１質量％以上であれば、アルミニウム合金において、Ｓｉを析出核としてマンガンをＡｌ−Ｍｎ化合物として十分に析出させることができる。また、Ｓｉの含有量が０．３質量％以下であれば、アルミニウム合金材料の脆化を抑制することができる。
【００３８】
また、上述のように、Ｆｅの含有量が０．１質量％以上であれば、アルミニウム合金において、Ｆｅを析出核としてマンガンをＡｌ−Ｍｎ化合物として十分に析出させることができる。また、Ｆｅの含有量が０．７試料％以下であれば、アルミニウム合金材料の脆化を抑制することができる。
【００３９】
幾つかの実施形態では、上述のアルミニウム合金材料において、Ｍｎの少なくとも一部は、Ａｌ６Ｍｎの非平衡析出物として含有される。
Ａｌ６Ｍｎの非平衡析出物は、アルミニウム合金材料において、強度特性の向上に寄与する。よって、Ｍｎの少なくとも一部がＡｌ６Ｍｎの非平衡析出物として含有されることにより、アルミニウム合金材料の強度特性が良好なものとなる。
【００４０】
幾つかの実施形態では、上述のＡｌ６Ｍｎの前記非平衡析出物は、粒状析出物である。
このように、アルミニウム合金材料に含まれるＡｌ６Ｍｎの非平衡析出物が粒状析出物であれば、層状の共晶組織が形成される場合に比べて、アルミニウム合金材料の強度特性が良好となる。
【００４１】
次に、幾つかの実施形態に係るアルミニウム合金材料の製造方法について説明する。
幾つかの実施形態に係るアルミニウム合金材料の製造方法は、まず、アルミニウム（Ａｌ）を主成分とし、１．８質量％以上３．０質量％以下のマンガン（Ｍｎ）を含有するアルミニウム合金を溶解させて、アルミニウム合金の溶融物を得る。次に、この溶融物を冷却して、アルミニウム母相中にマンガンを過飽和固溶させて過飽和固溶体を得る。そして得られた過飽和固溶体を熱処理して、マンガンの少なくとも一部をＡｌ６Ｍｎとして析出させてアルミニウム合金材料を得る。
【００４２】
（溶解ステップ）
アルミニウム合金の溶融物を得るステップでは、アルミニウム（Ａｌ）を主成分とし、１．８質量％以上３．０質量％以下のマンガン（Ｍｎ）を含有するアルミニウム合金を溶解させる。この際、最終的に得られるアルミニウム合金材料が所望の組成となるように、アルミニウム合金の溶融物には、種々の添加成分が加えられていてもよい。
例えば、アルミニウム合金の溶融物には、０．１質量％以上０．３質量％以下のケイ素（Ｓｉ）と、０．１質量％以上０．７質量％以下の鉄（Ｆｅ）が含まれていてもよい。Ｓｉ又はＦｅの含有量が上述の下限値以上であれば、アルミニウム合金において、Ｓｉ又はＦｅを析出核としてマンガンをＡｌ−Ｍｎ化合物として十分に析出させることができる。また、Ｓｉ又はＦｅの含有量が上述の上限値以下であれば、アルミニウム合金材料の脆化を抑制することができる。
【００４３】
（冷却ステップ）
アルミニウム合金の溶融物を冷却するステップでは、アルミニウム合金の溶融物を適切に冷却することにより、アルミニウム（Ａｌ）とＡｌ６Ｍｎとの共晶組織を形成せずに、アルミニウム中にマンガンを過飽和固溶させて、過飽和固溶体を得る。
例えば、アルミニウム合金の溶融物を比較的急速に冷却することにより、アルミニウム中にマンガンが過飽和固溶した過飽和固溶体を得る。
【００４４】
ここで、図１は、Ａｌ−Ｍｎ２元系状態図のアルミニウム側の一部を示す図である。
最大固溶限よりも多量のマンガンを含むアルミニウム合金の溶融物を、平衡状態が維持されるように比較的ゆっくりと冷却すると、以下に説明するように、アルミニウム（Ａｌ）とＡｌ６Ｍｎとの共晶組織が形成される。
すなわち、図１に示されるように、最大固溶限である１．８２質量％よりもＭｎ含有量が多い領域では、アルミニウム合金は、共晶温度である６５８．５℃よりも高温側で、液体とＡｌ−Ｍｎ化合物とが共存した状態となっている（図１において「Ｌ＋ＭｎＡｌ６」と表示された領域）。よって、最大固溶限である１．８２質量％よりもＭｎ含有量が多いアルミニウム合金溶融物を比較的ゆっくりと冷却すると、冷却の過程において、状態図上の液体とＡｌ−Ｍｎ化合物とが共存した領域（「Ｌ＋ＭｎＡｌ６」と表示された領域）を通過する際に、液相中でのマンガンの拡散速度が比較的大きいため、Ａｌ６Ｍｎが小さな析出物として析出するのではなく、ＡｌとＡｌ６Ｍｎとの共晶組織が形成される。
アルミニウム合金において上述の共晶組織が形成された場合、アルミニウム合金材料において強度特性の改善効果を得ることは難しい。
【００４５】
これに対し、上述の実施形態に係る冷却ステップでは、例えば、アルミニウム合金の溶融物を比較的急速に冷却するので、最大固溶限以上の量のマンガンがアルミニウム母相に固溶した過飽和固溶の状態を形成することができる。よって、後の熱処理ステップで、過飽和固溶させたマンガンを固相Ａｌ中でＭｎＡｌ６の微細な粒子として析出させることができる。このため、通常よりも多量のマンガンを微細粒子としてアルミニウム中に析出させることができ、これにより強度特性が向上したアルミニウム合金材料を得ることができる。
【００４６】
一実施形態において、冷却ステップでは、マンガン含有アルミニウム合金の溶融物にガスを噴射することにより、該溶融物を紛体化させる。すなわち、一実施形態では、アトマイズ法により、マンガン含有アルミニウム合金の溶融物を紛体化させる。
この場合、マンガン含有アルミニウム合金の溶融物にガスを噴射することにより、該溶融物が微細化されるとともに急冷されるので、アルミニウムにマンガンが過飽和固溶した過飽和固溶体を形成することができる。
【００４７】
一実施形態において、冷却ステップでは、ＤＣ鋳造法（Ｄｉｒｅｃｔ  Ｃｈｉｌｌ  Ｃａｓｔｉｎｇ）により、上述の過飽和固溶体の成形品を得る。
ＤＣ鋳造法では、溶湯を冷却材で直接冷却しながら成形品を得る。よって、上述のように冷却ステップでＤＣ鋳造法を採用することにより、アルミニウム合金の溶融物を冷却材（例えば水）で直接冷却しながら成形品を得るので、該溶融物を急冷することができる。これにより、アルミニウムにマンガンが過飽和固溶した過飽和固溶体として成形品を得ることができる。
【００４８】
（熱処理ステップ）
熱処理ステップは、上述の冷却ステップで得られた過飽和固溶体を熱処理して、アルミニウム中に過飽和固溶しているマンガンの少なくとも一部を、Ａｌ６Ｍｎとして析出させる。幾つかの実施形態では、熱処理ステップにおいて、上述の過飽和固溶体を４００℃以上６２０℃以下の温度範囲に昇温して保持する。
上述のように、過飽和固溶体を４００℃以上に昇温して保持することで、微細なＡｌ６Ｍｎの粒子を析出させやすくなる。また、上述のように、過飽和固溶体を６２０℃以下に昇温して保持することで、均質化されたＡｌ６Ｍｎの析出を確保しやすくなる。
よって、上述の温度範囲に昇温して保持することにより、アルミニウム合金の強度特性の向上に寄与するＡｌ６Ｍｎの粒子を効果的に析出させることができる。
【００４９】
なお、後述するキャスク用バスケット等に用いることを目的とする金属材料を製造する場合、熱処理ステップを行う前に、例えば粉末状の過飽和固溶体に中性子吸収材（Ｂ４Ｃ等）の粉末を混合してもよい。この場合、得られる金属材料に中性子吸収機能を持たせることができる。
【００５０】
ここで、冷却ステップにおいて上述したアトマイズ法を採用する場合について、アルミニウム合金材料の製造方法の全体についてフローチャートに沿って説明する。図２は、一実施形態に係るアルミニウム合金材料の製造方法のフローチャートである。
なお、以下に説明する各ステップは、冷却ステップとしてアトマイズ法以外の手法を採用する場合にも適用することができる。例えば、以下に説明する熱処理ステップは、ＤＣ鋳造法により冷却ステップを行う場合にも適用することができる。
【００５１】
図２に示すように、一実施形態に係るアルミニウム合金材料の製造方法では、まず、１．８質量％以上３．０質量％以下のマンガン（Ｍｎ）を含有するアルミニウム合金を溶解させて、アルミニウム合金の溶融物を得る（Ｓ２；上述の「溶解ステップ」）。
【００５２】
次に、一実施形態において、冷却ステップでは、マンガン含有アルミニウム合金の溶融物にガスを噴射することにより、該溶融物を紛体化させる（Ｓ４；上述の「冷却ステップ」）。このように、アトマイズ法によりアルミニウム合金の溶融物を紛体化させて比較的急速に冷却することにより、アルミニウム中にマンガンが過飽和固溶した過飽和固溶体を得る。
【００５３】
アルミニウム合金の溶融物を上述のアトマイズ法により紛体化させて得られる過飽和固溶体の粉末の平均粒子径は、５μｍ以上８０μｍ以下であってもよい。
アルミニウム合金の溶融物にガスを噴射して得られる紛体の平均粒子径が５μｍ以上であれば、溶融物にガスを噴射することにより紛体を形成しやすい。また、該紛体の平均粒子径が８０μｍ以下であれば、比表面積が比較的大きく、溶融物が紛体化されるときに急冷されやすいため、過飽和固溶体が形成されやすい。
【００５４】
次に、ステップＳ４の紛体化処理で得られた紛体状の過飽和固溶体に対して均質化熱処理を行う（Ｓ６）。均質化熱処理は、アルミニウム合金中に過飽和固溶しているマンガンを熱処理することにより、均一に微細化析出物が得られるようにするために行う。
均質化熱処理は、上述の過飽和固溶体を、４００℃以上６２０℃以下の温度範囲に０．５時間以上保持することにより行ってもよい。
【００５５】
また、ステップＳ４の紛体化処理で得られた紛体状の過飽和固溶体に対して酸化処理を施す（Ｓ８）。
溶融物を紛体化させて得られる紛体状の過飽和固溶体に酸化処理を施すことにより、紛体の表面に酸化アルミニウム層が形成される。このように形成された酸化アルミニウムが、例えば後段の成形工程等においてアルミニウム母相に取り込まれると分散粒子強化としてアルミニウム合金の強度特性が向上する。これにより、アルミニウム合金材料の強度特性をより向上させることができる。
【００５６】
そして、紛体状の過飽和固溶体を、例えば、静水圧加圧成形等により成形し（Ｓ１０）、成形した試料を真空焼結することで、アルミニウム中に過飽和固溶しているマンガンの少なくとも一部を、Ａｌ６Ｍｎとして析出させる（Ｓ１２；上述の「熱処理ステップ」）。
ステップＳ１２では、上述の過飽和固溶体を、４００℃以上６２０℃以下の温度範囲に０．５時間以上保持することにより行ってもよい。
【００５７】
ここで、図３は、真空焼結（熱処理ステップＳ１２）を行う際の、アルミニウム合金の温度変化の一例を示す図である。
一実施形態では、図３に示すように、真空焼結（Ｓ１２６）を行う前に、アルミニウム合金の過飽和固溶体に含まれる水分を除去するステップ（Ｓ１２２及びＳ１２４）を行う。なお、ステップＳ１２２〜Ｓ１２６は、減圧条件下（例えば２０Ｐａ以下）で行う。
【００５８】
まず、アルミニウム合金の過飽和固溶体を、真空焼結炉にて、温度をＴ１まで昇温させて０．５時間以上保持し、過飽和固溶体に含まれる吸着水を除去する（Ｓ１２２）。温度Ｔ１は、１００℃以上１８０℃以下の範囲の温度であってもよい。
ステップＳ１２２で水分を十分に除去できたら、温度をさらにＴ２まで昇温させて０．５時間以上保持し、過飽和固溶体において化学的又は物理的に吸着している水和水などの吸着水を除去する（Ｓ１２４）。温度Ｔ２は、３５０℃以上４８０℃以下の範囲の温度であってもよい。
【００５９】
ステップＳ１２４で水分を十分に除去できたら、温度をさらにＴ３まで昇温させて０．５時間以上保持し、過飽和固溶体を真空焼結させる（Ｓ１２６）。温度Ｔ３は、上述したように、４００℃以上６２０℃以下の範囲の温度であってもよい。
【００６０】
なお、Ｓ１２２及びＳ１２４において、水分除去が十分に行えたか否かは、真空焼結炉の圧力により判断してもよい。水分の除去過程において、水分の蒸発に伴い圧力が上昇するが、蒸発により過飽和固溶体に含まれる水分が減少するにつれて、圧力は再度低くなる。よって、温度Ｔ１又はＴ２での温度保持開始後、圧力が上昇後、再度低下したときに（例えば、２０Ｐａ以下となったとき）、水分が十分に除去されたと判断してもよい。
【００６１】
また、Ｓ１２２〜Ｓ１２６の各ステップにおいて、温度を昇温させる過程では、１００℃／時間以下の昇温速度で昇温するようにしてもよい。
【００６２】
以上説明したステップＳ２〜Ｓ８を行うことにより、最大固溶量よりも多量のマンガンを含有するアルミニウム合金において、固相Ａｌ中にＡｌ６Ｍｎの微細粒子を析出させることができる。このため、通常よりも多量のマンガンを微細粒子としてアルミニウム中に析出させることができ、これにより強度特性が向上したアルミニウム合金材料を得ることができる。
【００６３】
なお、均質化熱処理ステップＳ６は、真空焼結ステップ（熱処理ステップ）Ｓ１２で同時に行ってもよい。なお、上述の均質化熱処理ステップＳ６及び酸化処理ステップＳ８は任意のステップであり、必ずしも実行しなくてもよく、必要に応じて実行すればよい。
【００６４】
次に、一実施形態に係るキャスク及びキャスク用バスケットについて説明する。
図４は、一実施形態に係るキャスクの構成を示す図である。図４に示すキャスクは、使用済燃料を輸送又は貯蔵するための金属キャスクである。
図４に示すように、一実施形態に係るキャスク１は、バスケット１６と、バスケット１６を収容する本体胴２と、本体胴２の端部開口を閉塞するための蓋部１０と、を備えている。ここで、バスケット１６は、上述した実施形態に係るアルミニウム合金材料によって形成される。
【００６５】
また、キャスク１は、本体胴２の外周に設けた中性子遮蔽体であるレジン４と、その外筒６、底部８を含む。本体胴２および底部８は、γ線遮蔽体である炭素鋼製の鍛造品であってもよい。また、蓋部１０は、一次蓋１１および二次蓋１２を有していてもよく、これらの一次蓋１１および二次蓋１２は、ステンレス鋼製であってもよい。本体胴２と底部８は、突き合わせ溶接により結合してあってもよい。なお、図示はしないが、三次蓋を有する構造であってもよい。
キャスク本体２２の両側には、キャスク１を吊り下げるためのトラニオン２４が設けられていてもよい。なお、図４において、片側のトラニオン２４は図示を省略している。
また、キャスク本体２２の両端部には、内部に緩衝材として木材などを封入した緩衝体２６，２８が取り付けられている。
【００６６】
本体胴２と外筒６との間には、熱伝導を行う複数の内部フィン１４が設けられている。レジン４は、この内部フィン１４により形成される空間に流動状態で注入され、熱硬化反応等で固化形成する。
バスケット１６は、複数の角パイプ１８を束状に集合させた構造を有し、本体胴２のキャビティ２０内に挿入されている。角パイプ１８は、上述した実施形態に係るアルミニウム合金材料によって形成されていてもよい。また、角パイプ１８を構成するアルミニウム合金には、使用済核燃料からの中性子を吸収するための中性子吸収材（ホウ素：Ｂ）が混合されていてもよい。また、それぞれの角パイプ１８により形成される収容空間（セル）３０に対して、それぞれ１本の使用済み燃料集合体を収容するようになっていてもよい。
【００６７】
なお、バスケット１６又は角パイプ１８は、上述した実施形態に係るアルミニウム合金材料を、押出加工等により製品形状に形成してもよい。また、角パイプ１８は菓子折り構造により形成されてもよい。
【００６８】
以上説明したキャスクにおいては、通常よりも多量のマンガンがＡｌ６Ｍｎの微細粒子としてアルミニウム中に析出することにより強度特性が向上した上記実施形態に係るアルミニウム合金材料によって、キャスク用バスケットが形成される。よって、強度特性が向上したバスケットを形成することができる。
【００６９】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態や、これらの形態を適宜組み合わせた形態も含む。
【００７０】
本明細書において、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
また、本明細書において、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
また、本明細書において、一の構成要素を「備える」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
【符号の説明】
【００７１】
１        キャスク
２        本体胴
４        レジン
６        外筒
８        底部
１０      蓋部
１１      一次蓋
１２      二次蓋
１４      内部フィン
１６      バスケット
１８      角パイプ
２０      キャビティ
２２      キャスク本体
２４      トラニオン
２６      緩衝体
２８      緩衝体
【図１】
2018053329.tif 000003
【図２】
2018053329.tif 000004
【図３】
2018053329.tif 000005
【図４】
2018053329.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成29年3月14日(2017.3.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミニウム（Ａｌ）を主成分とし、
０．１質量％以上０．３質量％以下のケイ素（Ｓｉ）と、
０．１質量％以上０．７質量％以下の鉄（Ｆｅ）と、
１．８質量％以上３．０質量％以下のマンガン（Ｍｎ）と、
０．８質量％以上１．３質量％以下のマグネシウム（Ｍｇ）と、
を含有するとともに、前記マンガンの少なくとも一部を、Ａｌ６Ｍｎの非平衡析出物として含有するアルミニウム合金材料によって形成されたキャスク用バスケット。
【請求項２】
Ａｌ６Ｍｎの前記非平衡析出物は、粒状析出物であることを特徴とする請求項１に記載のアルミニウム合金材料。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のバスケットと、
前記バスケットを収容する本体胴と、
前記本体胴の端部開口を閉塞するための蓋部と、
を備えることを特徴とするキャスク。
【請求項４】
アルミニウム（Ａｌ）を主成分とし、１．８質量％以上３．０質量％以下のマンガン（Ｍｎ）を含有するアルミニウム合金の溶融物にガスを噴射することにより、前記溶融物を冷却及び紛体化して、アルミニウム母相中に前記マンガンを過飽和固溶させて粉体状の過飽和固溶体を得る冷却ステップと、
前記粉体状の前記過飽和固溶体に酸化処理を施すステップと、
前記酸化処理された粉体状の前記過飽和固溶体を焼結して、前記マンガンの少なくとも一部をＡｌ６Ｍｎとして析出させてアルミニウム合金材料を得る熱処理ステップと、
を備えることを特徴とするアルミニウム合金材料の製造方法。
【請求項５】
前記冷却ステップで得られる前記過飽和固溶体の粉末の平均粒子径は、５μｍ以上８０μｍ以下であることを特徴とする請求項４に記載のアルミニウム合金材料の製造方法。
【請求項６】
前記熱処理ステップでは、前記過飽和固溶体を４００℃以上６２０℃以下の温度範囲に昇温して保持することを特徴とする請求項４又は５に記載のアルミニウム合金材料の製造方法。
【手続補正書】
【提出日】平成29年7月11日(2017.7.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミニウム（Ａｌ）を主成分とし、１．８質量％以上３．０質量％以下のマンガン（Ｍｎ）を含有するアルミニウム合金の溶融物にガスを噴射することにより、前記溶融物を冷却及び紛体化して、アルミニウム母相中に前記マンガンを過飽和固溶させて粉体状の過飽和固溶体を得る冷却ステップと、
前記粉体状の前記過飽和固溶体に酸化処理を施すステップと、
前記酸化処理された粉体状の前記過飽和固溶体を焼結して、前記マンガンの少なくとも一部をＡｌ６Ｍｎとして析出させてアルミニウム合金材料を得る熱処理ステップと、
を備えることを特徴とするアルミニウム合金材料の製造方法。
【請求項２】
前記冷却ステップで得られる前記過飽和固溶体の粉末の平均粒子径は、５μｍ以上８０μｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載のアルミニウム合金材料の製造方法。
【請求項３】
前記熱処理ステップでは、前記過飽和固溶体を４００℃以上６２０℃以下の温度範囲に昇温して保持することを特徴とする請求項１又は２に記載のアルミニウム合金材料の製造方法。
【請求項４】
前記アルミニウム合金材料は、
０．１質量％以上０．３質量％以下のケイ素（Ｓｉ）と、
０．１質量％以上０．７質量％以下の鉄（Ｆｅ）と、
１．８質量％以上３．０質量％以下のマンガン（Ｍｎ）と、
０．８質量％以上１．３質量％以下のマグネシウム（Ｍｇ）と、
を含有することを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載のアルミニウム合金材料の製造方法。
【請求項５】
前記アルミニウム合金材料は、前記マンガンの少なくとも一部を、Ａｌ６Ｍｎの非平衡析出物として含有することを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載のアルミニウム合金材料の製造方法。
【請求項６】
Ａｌ６Ｍｎの前記非平衡析出物は、粒状析出物であることを特徴とする請求項５に記載のアルミニウム合金材料の製造方法。
【請求項７】
請求項１乃至６の何れか一項に記載の方法によりアルミニウム合金材料を製造するステップと、
前記アルミニウム合金材料からキャスク用バスケットを形成するステップと、
を備えることを特徴とするキャスク用バスケットの製造方法。
【手続補正書】
【提出日】平成29年11月8日(2017.11.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミニウム（Ａｌ）を主成分とし、１．８質量％以上３．０質量％以下のマンガン（Ｍｎ）を含有するアルミニウム合金の溶融物にガスを噴射することにより、前記溶融物を冷却及び粉体化して、アルミニウム母相中に前記マンガンを過飽和固溶させて粉体状の過飽和固溶体を得る冷却ステップと、
前記粉体状の前記過飽和固溶体に酸化処理を施すステップと、
前記酸化処理された粉体状の前記過飽和固溶体を焼結して、前記マンガンの少なくとも一部をＡｌ６Ｍｎとして析出させてアルミニウム合金材料を得る熱処理ステップと、
を備えることを特徴とするアルミニウム合金材料の製造方法。
【請求項２】
前記冷却ステップで得られる前記過飽和固溶体の粉末の平均粒子径は、５μｍ以上８０μｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載のアルミニウム合金材料の製造方法。
【請求項３】
前記熱処理ステップでは、前記過飽和固溶体を４００℃以上６２０℃以下の温度範囲に昇温して保持することを特徴とする請求項１又は２に記載のアルミニウム合金材料の製造方法。
【請求項４】
前記アルミニウム合金材料は、
０．１質量％以上０．３質量％以下のケイ素（Ｓｉ）と、
０．１質量％以上０．７質量％以下の鉄（Ｆｅ）と、
１．８質量％以上３．０質量％以下のマンガン（Ｍｎ）と、
０．８質量％以上１．３質量％以下のマグネシウム（Ｍｇ）と、
を含有することを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載のアルミニウム合金材料の製造方法。
【請求項５】
前記アルミニウム合金材料は、前記マンガンの少なくとも一部を、Ａｌ６Ｍｎの非平衡析出物として含有することを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載のアルミニウム合金材料の製造方法。
【請求項６】
Ａｌ６Ｍｎの前記非平衡析出物は、粒状析出物であることを特徴とする請求項５に記載のアルミニウム合金材料の製造方法。
【請求項７】
請求項１乃至６の何れか一項に記載の方法によりアルミニウム合金材料を製造するステップと、
前記アルミニウム合金材料からキャスク用バスケットを形成するステップと、
を備えることを特徴とするキャスク用バスケットの製造方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、アルミニウム合金材料及びその製造方法並びにキャスク用バスケット及びキャスクに関する。
【背景技術】
【０００２】
長期間にわたって高温環境下で使用される部材の材料として、熱的安定性に優れたマンガン含有アルミニウム合金が用いられることがある。
【０００３】
例えば、使用済燃料を輸送又は貯蔵するための金属キャスクは、使用済核燃料を内部に長期間（例えば６０年）貯蔵した後、再処理施設等に輸送される。すなわち、使用済燃料を貯蔵している長期にわたり、金属キャスク及びその構造部材は使用済核燃料（発熱体）の崩壊熱により熱曝露を受ける。非特許文献１には、上述の金属キャスクの構造部材（例えばバスケット）の材料として、マンガン含有アルミニウム合金が用いられることが記載されている。
【０００４】
また、特許文献１には、マンガン含有アルミニウム合金を含むアルミニウム合金材料について強度特性等の評価をするために、実製品において熱履歴に応じて起こり得る析出物の粗大化等の熱劣化現象を模擬して材料特性評価用試料を作製することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第５９６０３３５号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】日本機械学会編  「使用済燃料貯蔵施設規格  金属キャスク構造規格  ２００７年版」、２００８年２月発行
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、マンガン含有アルミニウム合金（例えば３０００系アルミニウム合金）は、熱的安定性に優れる一方、強度特性が他のアルミニウム合金（例えばジュラルミンを含む２０００系アルミニウム合金）に比べて劣る。このため、マンガン含有アルミニウム合金が強度部材として採用された実績はほとんどなく、マンガン含有アルミニウム合金の強度特性を向上させようとするニーズは大きくなかった。
しかしながら、上述した金属キャスクの収納密度の向上や、燃焼度のより高い燃料への対応等のため、熱的安定性に優れるマンガン含有アルミニウム合金材料の高温強度等の強度特性の改善が望まれる。
【０００８】
上述の事情に鑑みて、本発明の少なくとも一実施形態は、強度特性が向上したアルミニウム合金材料を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
（１）本発明の少なくとも一実施形態に係るアルミニウム合金材料は、
アルミニウム（Ａｌ）を主成分とするアルミニウム合金材料であって、
０．１質量％以上０．３質量％以下のケイ素（Ｓｉ）と、
０．１質量％以上０．７質量％以下の鉄（Ｆｅ）と、
１．８質量％以上３．０質量％以下のマンガン（Ｍｎ）と、
０．８質量％以上１．３質量％以下のマグネシウム（Ｍｇ）と、
を含有する。
【００１０】
アルミニウム合金において、マンガンは析出強化に寄与する金属元素である。すなわち、マンガンがＡｌ−Ｍｎ化合物として析出して析出物を形成することにより、アルミニウム合金材料の強度特性が向上する。ここで、アルミニウムにおけるマンガンの最大固溶限は、６５８．５℃（共晶温度）において１．８２質量％であるが、１．８２質量％以上のマンガンを含むアルミニウム合金では、通常、共晶温度以下の温度においては、マンガンが固溶されないため、強度特性向上に寄与する析出物が形成されず、強度特性向上には実質的に寄与し得ないアルミニウム（Ａｌ）とＡｌ６Ｍｎとの共晶組織が形成される。よって、通常、マンガンの含有量が１．８２％を超えるアルミニウム合金では、強度特性の改善効果を得ることは難しいと考えられる。
この点、後述する実施形態に係る製造方法によれば、上記（１）のように最大固溶量よりも多くマンガンを含有するアルミニウム合金において、共晶温度以下の温度で固相Ａｌ中にＳｉ及びＦｅを析出核としてＡｌ６Ｍｎの微細粒子を析出させることができる。よって、通常よりも多量のマンガンをＡｌ６Ｍｎの微細粒子としてアルミニウム中に析出させることができ、これにより強度特性が向上したアルミニウム合金材料を得ることができる。
【００１１】
（２）幾つかの実施形態では、上記（１）に記載の前記アルミニウム合金材料は、前記マンガンの少なくとも一部を、Ａｌ６Ｍｎの非平衡析出物として含有する。
【００１２】
上記（１）に記載の組成を有するアルミニウム合金（すなわち、最大固溶限よりも多量のマンガンを含むアルミニウム合金）の溶融物を、平衡状態が維持されるように比較的ゆっくりと冷却すると、アルミニウム（Ａｌ）とＡｌ６Ｍｎとの共晶組織が形成される。このような共晶組織が形成された場合、アルミニウム合金材料において強度特性の改善効果を得ることは難しい。
この点、上記（２）の構成では、アルミニウム合金材料は、マンガンの少なくとも一部を、強度特性の向上に寄与するＡｌ６Ｍｎの非平衡析出物として含有する。よって、上記（２）に記載のアルミニウム合金材料は、共晶組織が形成されたアルミニウム合金材料に比べて良好な強度特性を有する。
【００１３】
（３）幾つかの実施形態では、上記（２）の構成において、Ａｌ６Ｍｎの前記非平衡析出物は、粒状析出物である。
【００１４】
上記（３）の構成によれば、アルミニウム合金材料に含まれるＡｌ６Ｍｎの非平衡析出物は、粒状析出物であるので、層状の共晶組織が形成される場合に比べて、アルミニウム合金材料の強度特性が良好となる。
【００１５】
（４）本発明の少なくとも一実施形態に係るキャスク用バスケットは、上記（１）乃至（３）の何れかに記載のアルミニウム合金材料によって形成される。
【００１６】
上記（４）の構成によれば、通常よりも多量のマンガンがＡｌ６Ｍｎの微細粒子としてアルミニウム中に析出することにより強度特性が向上した上記（１）のアルミニウム合金材料によって、キャスク用バスケットが形成される。よって、強度特性が向上したキャスク用バスケットを得ることができる。
【００１７】
（５）本発明の少なくとも一実施形態に係るキャスクは、
上記（４）に記載のバスケットと、
前記バスケットを収容する本体胴と、
前記本体胴の端部開口を閉塞するための蓋部と、
を備える。
【００１８】
上記（５）の構成によれば、通常よりも多量のマンガンがＡｌ６Ｍｎの微細粒子としてアルミニウム中に析出することにより強度特性が向上した上記（１）のアルミニウム合金材料によって、キャスク用バスケットが形成される。よって、強度特性が向上したキャスク用バスケットを得ることができる。
【００１９】
（６）本発明の少なくとも一実施形態に係るアルミニウム合金材料の製造方法は、
アルミニウム（Ａｌ）を主成分とし、１．８質量％以上３．０質量％以下のマンガン（Ｍｎ）を含有するアルミニウム合金の溶融物を冷却して、アルミニウム母相中に前記マンガンを過飽和固溶させて過飽和固溶体を得る冷却ステップと、
前記過飽和固溶体を熱処理して、前記マンガンの少なくとも一部をＡｌ６Ｍｎとして析出させてアルミニウム合金材料を得る熱処理ステップと、
を備える。
【００２０】
上記（６）の製造方法では、最大固溶限（１．８２質量％）より多量のマンガンを含むアルミニウム合金の溶融物を適切に冷却することにより、アルミニウム（Ａｌ）とＡｌ６Ｍｎとの共晶組織を形成せずに、アルミニウム中にマンガンを過飽和固溶させる。そして、このように得られた過飽和固溶体を熱処理することにより、アルミニウム中に過飽和固溶しているマンガンの少なくとも一部をＡｌ６Ｍｎとして析出させる。
よって、上記（６）の製造方法によれば、最大固溶量よりも多量のマンガンを含有するアルミニウム合金において、固相Ａｌ中にＡｌ６Ｍｎの微細粒子を析出させることができる。このため、通常よりも多量のマンガンを微細粒子としてアルミニウム中に析出させることができ、これにより強度特性が向上したアルミニウム合金材料を得ることができる。
【００２１】
（７）幾つかの実施形態では、上記（６）の製造方法において、前記冷却ステップでは、前記溶融物にガスを噴射することにより、前記溶融物を粉体化させる。
【００２２】
上記（７）の製造方法によれば、マンガンを含むアルミニウム合金の溶融物にガスを噴射することにより、該溶融物が微細化されるとともに急冷されるので、アルミニウムにマンガンが過飽和固溶した過飽和固溶体を形成することができる。そして、このように得られた過飽和固溶体を熱処理することにより、アルミニウム中に過飽和固溶しているマンガンの少なくとも一部をＡｌ６Ｍｎとして析出させることができるので、強度特性が向上したアルミニウム合金材料を得ることができる。
【００２３】
（８）幾つかの実施形態では、上記（７）の製造方法において、前記冷却ステップで得られる前記過飽和固溶体の粉末の平均粒子径は、５μｍ以上８０μｍ以下である。
【００２４】
上記（８）の製造方法のように、アルミニウム合金の溶融物にガスを噴射して得られる粉体の平均粒子径が５μｍ以上であれば、溶融物にガスを噴射することにより粉体を形成しやすい。また、上記（８）の製造方法のように、該粉体の平均粒子径が８０μｍ以下であれば、比表面積が比較的大きく、溶融物が粉体化されるときに急冷されやすいため、過飽和固溶体が形成されやすい。
【００２５】
（９）幾つかの実施形態では、上記（７）又は（８）の製造方法において、前記熱処理ステップの前に、粉体状の前記過飽和固溶体に酸化処理を施すステップをさらに含む。
【００２６】
上記（９）の製造方法では、溶融物を粉体化させて得られる粉体状の過飽和固溶体に酸化処理を施すことにより、粉体の表面に酸化アルミニウム層が形成される。このように形成された酸化アルミニウムが、例えば後段の成形工程等においてアルミニウム母相に取り込まれると分散粒子強化としてアルミニウム合金の強度特性が向上する。よって、上記（９）の製造方法によれば、アルミニウム合金材料の強度特性をより向上させることができる。
【００２７】
（１０）幾つかの実施形態では、上記（６）の製造方法において、前記冷却ステップでは、ＤＣ鋳造法（Ｄｉｒｅｃｔ  Ｃｈｉｌｌ  Ｃａｓｔｉｎｇ）により、前記過飽和固溶体の成形品を得る。
【００２８】
上記（１０）の製造方法によれば、ＤＣ鋳造法により、アルミニウム合金の溶融物を冷却材で直接冷却しながら成形品を得るので、該溶融物を急冷することができる。よって、アルミニウムにマンガンが過飽和固溶した過飽和固溶体として成形品を得ることができる。
【００２９】
（１１）幾つかの実施形態では、上記（６）乃至（１０）の何れかの製造方法において、前記熱処理ステップでは、前記過飽和固溶体を４００℃以上６２０℃以下の温度範囲に昇温して保持する。
【００３０】
上記（１１）の製造方法のように、過飽和固溶体を４００℃以上に昇温して保持することで、微細なＡｌ６Ｍｎの粒子を析出させやすくなる。また、上記（１１）の製造方法のように、過飽和固溶体を６２０℃以下に昇温して保持することで、均質化されたＡｌ６Ｍｎの析出を確保しやすくなる。
よって、上記（１１）の製造方法によれば、アルミニウム合金の強度特性の向上に寄与するＡｌ６Ｍｎの粒子を効果的に析出させることができる。
【発明の効果】
【００３１】
本発明の少なくとも一実施形態によれば、強度特性が向上したアルミニウム合金材料が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】Ａｌ−Ｍｎ２元系状態図のアルミニウム側の一部を示す図である。
【図２】一実施形態に係るアルミニウム合金材料の製造方法のフローチャートである。
【図３】熱処理ステップを行う際の、アルミニウム合金の温度変化の一例を示す図である。
【図４】一実施形態に係るキャスクの構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
【００３４】
まず、幾つかの実施形態に係るアルミニウム合金材料の構成について説明する。
幾つかの実施形態に係るアルミニウム合金材料は、アルミニウム（Ａｌ）を主成分とし、０．１質量％以上０．３質量％以下のケイ素（Ｓｉ）と、０．１質量％以上０．７質量％以下の鉄（Ｆｅ）と、１．８質量％以上３．０質量％以下のマンガン（Ｍｎ）と、０．８質量％以上１．３質量％以下のマグネシウム（Ｍｇ）と、を含有する。
【００３５】
アルミニウム合金において、マンガンは析出強化に寄与する金属元素である。すなわち、マンガンがＡｌ−Ｍｎ化合物として析出して析出物を形成することにより、アルミニウム合金材料の強度特性が向上する。
ここで、上述の構成を有するアルミニウム合金は、１．８質量％以上３．０質量％以下のマンガン（Ｍｎ）を含有する。すなわち、上述のアルミニウム合金は、最大固溶限（６５８．５℃（共晶温度）において１．８２質量％）以上のマンガンを含有する。
最大固溶限である１．８２質量％を超える量のマンガンを含むアルミニウム合金では、通常、共晶温度以下の温度においては、アルミニウム（Ａｌ）とＡｌ６Ｍｎとの共晶組織が形成される。この共晶組織は、層状構造を有しており、強度特性向上には実質的に寄与し得ない。このため、通常、最大固溶限を超える量のマンガンを含むアルミニウム合金では、強度特性の改善効果を得ることは難しいと考えられる。
【００３６】
この点、後述する実施形態に係る製造方法によれば、最大固溶量よりも多くマンガンを含有するアルミニウム合金において、共晶温度以下の温度で固相Ａｌ中にＳｉ及びＦｅを析出核としてＡｌ６Ｍｎの微細粒子を析出させることができる。よって、通常よりも多量のマンガンをＡｌ６Ｍｎの微細粒子としてアルミニウム中に析出させることができ、これにより、最大固溶限以上のマンガンを含みながら、強度特性が向上したアルミニウム合金材料を得ることができる。
【００３７】
上述のように、Ｓｉの含有量が０．１質量％以上であれば、アルミニウム合金において、Ｓｉを析出核としてマンガンをＡｌ−Ｍｎ化合物として十分に析出させることができる。また、Ｓｉの含有量が０．３質量％以下であれば、アルミニウム合金材料の脆化を抑制することができる。
【００３８】
また、上述のように、Ｆｅの含有量が０．１質量％以上であれば、アルミニウム合金において、Ｆｅを析出核としてマンガンをＡｌ−Ｍｎ化合物として十分に析出させることができる。また、Ｆｅの含有量が０．７試料％以下であれば、アルミニウム合金材料の脆化を抑制することができる。
【００３９】
幾つかの実施形態では、上述のアルミニウム合金材料において、Ｍｎの少なくとも一部は、Ａｌ６Ｍｎの非平衡析出物として含有される。
Ａｌ６Ｍｎの非平衡析出物は、アルミニウム合金材料において、強度特性の向上に寄与する。よって、Ｍｎの少なくとも一部がＡｌ６Ｍｎの非平衡析出物として含有されることにより、アルミニウム合金材料の強度特性が良好なものとなる。
【００４０】
幾つかの実施形態では、上述のＡｌ６Ｍｎの前記非平衡析出物は、粒状析出物である。
このように、アルミニウム合金材料に含まれるＡｌ６Ｍｎの非平衡析出物が粒状析出物であれば、層状の共晶組織が形成される場合に比べて、アルミニウム合金材料の強度特性が良好となる。
【００４１】
次に、幾つかの実施形態に係るアルミニウム合金材料の製造方法について説明する。
幾つかの実施形態に係るアルミニウム合金材料の製造方法は、まず、アルミニウム（Ａｌ）を主成分とし、１．８質量％以上３．０質量％以下のマンガン（Ｍｎ）を含有するアルミニウム合金を溶解させて、アルミニウム合金の溶融物を得る。次に、この溶融物を冷却して、アルミニウム母相中にマンガンを過飽和固溶させて過飽和固溶体を得る。そして得られた過飽和固溶体を熱処理して、マンガンの少なくとも一部をＡｌ６Ｍｎとして析出させてアルミニウム合金材料を得る。
【００４２】
（溶解ステップ）
アルミニウム合金の溶融物を得るステップでは、アルミニウム（Ａｌ）を主成分とし、１．８質量％以上３．０質量％以下のマンガン（Ｍｎ）を含有するアルミニウム合金を溶解させる。この際、最終的に得られるアルミニウム合金材料が所望の組成となるように、アルミニウム合金の溶融物には、種々の添加成分が加えられていてもよい。
例えば、アルミニウム合金の溶融物には、０．１質量％以上０．３質量％以下のケイ素（Ｓｉ）と、０．１質量％以上０．７質量％以下の鉄（Ｆｅ）が含まれていてもよい。Ｓｉ又はＦｅの含有量が上述の下限値以上であれば、アルミニウム合金において、Ｓｉ又はＦｅを析出核としてマンガンをＡｌ−Ｍｎ化合物として十分に析出させることができる。また、Ｓｉ又はＦｅの含有量が上述の上限値以下であれば、アルミニウム合金材料の脆化を抑制することができる。
【００４３】
（冷却ステップ）
アルミニウム合金の溶融物を冷却するステップでは、アルミニウム合金の溶融物を適切に冷却することにより、アルミニウム（Ａｌ）とＡｌ６Ｍｎとの共晶組織を形成せずに、アルミニウム中にマンガンを過飽和固溶させて、過飽和固溶体を得る。
例えば、アルミニウム合金の溶融物を比較的急速に冷却することにより、アルミニウム中にマンガンが過飽和固溶した過飽和固溶体を得る。
【００４４】
ここで、図１は、Ａｌ−Ｍｎ２元系状態図のアルミニウム側の一部を示す図である。
最大固溶限よりも多量のマンガンを含むアルミニウム合金の溶融物を、平衡状態が維持されるように比較的ゆっくりと冷却すると、以下に説明するように、アルミニウム（Ａｌ）とＡｌ６Ｍｎとの共晶組織が形成される。
すなわち、図１に示されるように、最大固溶限である１．８２質量％よりもＭｎ含有量が多い領域では、アルミニウム合金は、共晶温度である６５８．５℃よりも高温側で、液体とＡｌ−Ｍｎ化合物とが共存した状態となっている（図１において「Ｌ＋ＭｎＡｌ６」と表示された領域）。よって、最大固溶限である１．８２質量％よりもＭｎ含有量が多いアルミニウム合金溶融物を比較的ゆっくりと冷却すると、冷却の過程において、状態図上の液体とＡｌ−Ｍｎ化合物とが共存した領域（「Ｌ＋ＭｎＡｌ６」と表示された領域）を通過する際に、液相中でのマンガンの拡散速度が比較的大きいため、Ａｌ６Ｍｎが小さな析出物として析出するのではなく、ＡｌとＡｌ６Ｍｎとの共晶組織が形成される。
アルミニウム合金において上述の共晶組織が形成された場合、アルミニウム合金材料において強度特性の改善効果を得ることは難しい。
【００４５】
これに対し、上述の実施形態に係る冷却ステップでは、例えば、アルミニウム合金の溶融物を比較的急速に冷却するので、最大固溶限以上の量のマンガンがアルミニウム母相に固溶した過飽和固溶の状態を形成することができる。よって、後の熱処理ステップで、過飽和固溶させたマンガンを固相Ａｌ中でＭｎＡｌ６の微細な粒子として析出させることができる。このため、通常よりも多量のマンガンを微細粒子としてアルミニウム中に析出させることができ、これにより強度特性が向上したアルミニウム合金材料を得ることができる。
【００４６】
一実施形態において、冷却ステップでは、マンガン含有アルミニウム合金の溶融物にガスを噴射することにより、該溶融物を粉体化させる。すなわち、一実施形態では、アトマイズ法により、マンガン含有アルミニウム合金の溶融物を粉体化させる。
この場合、マンガン含有アルミニウム合金の溶融物にガスを噴射することにより、該溶融物が微細化されるとともに急冷されるので、アルミニウムにマンガンが過飽和固溶した過飽和固溶体を形成することができる。
【００４７】
一実施形態において、冷却ステップでは、ＤＣ鋳造法（Ｄｉｒｅｃｔ  Ｃｈｉｌｌ  Ｃａｓｔｉｎｇ）により、上述の過飽和固溶体の成形品を得る。
ＤＣ鋳造法では、溶湯を冷却材で直接冷却しながら成形品を得る。よって、上述のように冷却ステップでＤＣ鋳造法を採用することにより、アルミニウム合金の溶融物を冷却材（例えば水）で直接冷却しながら成形品を得るので、該溶融物を急冷することができる。これにより、アルミニウムにマンガンが過飽和固溶した過飽和固溶体として成形品を得ることができる。
【００４８】
（熱処理ステップ）
熱処理ステップは、上述の冷却ステップで得られた過飽和固溶体を熱処理して、アルミニウム中に過飽和固溶しているマンガンの少なくとも一部を、Ａｌ６Ｍｎとして析出させる。幾つかの実施形態では、熱処理ステップにおいて、上述の過飽和固溶体を４００℃以上６２０℃以下の温度範囲に昇温して保持する。
上述のように、過飽和固溶体を４００℃以上に昇温して保持することで、微細なＡｌ６Ｍｎの粒子を析出させやすくなる。また、上述のように、過飽和固溶体を６２０℃以下に昇温して保持することで、均質化されたＡｌ６Ｍｎの析出を確保しやすくなる。
よって、上述の温度範囲に昇温して保持することにより、アルミニウム合金の強度特性の向上に寄与するＡｌ６Ｍｎの粒子を効果的に析出させることができる。
【００４９】
なお、後述するキャスク用バスケット等に用いることを目的とする金属材料を製造する場合、熱処理ステップを行う前に、例えば粉末状の過飽和固溶体に中性子吸収材（Ｂ４Ｃ等）の粉末を混合してもよい。この場合、得られる金属材料に中性子吸収機能を持たせることができる。
【００５０】
ここで、冷却ステップにおいて上述したアトマイズ法を採用する場合について、アルミニウム合金材料の製造方法の全体についてフローチャートに沿って説明する。図２は、一実施形態に係るアルミニウム合金材料の製造方法のフローチャートである。
なお、以下に説明する各ステップは、冷却ステップとしてアトマイズ法以外の手法を採用する場合にも適用することができる。例えば、以下に説明する熱処理ステップは、ＤＣ鋳造法により冷却ステップを行う場合にも適用することができる。
【００５１】
図２に示すように、一実施形態に係るアルミニウム合金材料の製造方法では、まず、１．８質量％以上３．０質量％以下のマンガン（Ｍｎ）を含有するアルミニウム合金を溶解させて、アルミニウム合金の溶融物を得る（Ｓ２；上述の「溶解ステップ」）。
【００５２】
次に、一実施形態において、冷却ステップでは、マンガン含有アルミニウム合金の溶融物にガスを噴射することにより、該溶融物を粉体化させる（Ｓ４；上述の「冷却ステップ」）。このように、アトマイズ法によりアルミニウム合金の溶融物を粉体化させて比較的急速に冷却することにより、アルミニウム中にマンガンが過飽和固溶した過飽和固溶体を得る。
【００５３】
アルミニウム合金の溶融物を上述のアトマイズ法により粉体化させて得られる過飽和固溶体の粉末の平均粒子径は、５μｍ以上８０μｍ以下であってもよい。
アルミニウム合金の溶融物にガスを噴射して得られる粉体の平均粒子径が５μｍ以上であれば、溶融物にガスを噴射することにより粉体を形成しやすい。また、該粉体の平均粒子径が８０μｍ以下であれば、比表面積が比較的大きく、溶融物が粉体化されるときに急冷されやすいため、過飽和固溶体が形成されやすい。
【００５４】
次に、ステップＳ４の粉体化処理で得られた粉体状の過飽和固溶体に対して均質化熱処理を行う（Ｓ６）。均質化熱処理は、アルミニウム合金中に過飽和固溶しているマンガンを熱処理することにより、均一に微細化析出物が得られるようにするために行う。
均質化熱処理は、上述の過飽和固溶体を、４００℃以上６２０℃以下の温度範囲に０．５時間以上保持することにより行ってもよい。
【００５５】
また、ステップＳ４の粉体化処理で得られた粉体状の過飽和固溶体に対して酸化処理を施す（Ｓ８）。
溶融物を粉体化させて得られる粉体状の過飽和固溶体に酸化処理を施すことにより、粉体の表面に酸化アルミニウム層が形成される。このように形成された酸化アルミニウムが、例えば後段の成形工程等においてアルミニウム母相に取り込まれると分散粒子強化としてアルミニウム合金の強度特性が向上する。これにより、アルミニウム合金材料の強度特性をより向上させることができる。
【００５６】
そして、粉体状の過飽和固溶体を、例えば、静水圧加圧成形等により成形し（Ｓ１０）、成形した試料を真空焼結することで、アルミニウム中に過飽和固溶しているマンガンの少なくとも一部を、Ａｌ６Ｍｎとして析出させる（Ｓ１２；上述の「熱処理ステップ」）。
ステップＳ１２では、上述の過飽和固溶体を、４００℃以上６２０℃以下の温度範囲に０．５時間以上保持することにより行ってもよい。
【００５７】
ここで、図３は、真空焼結（熱処理ステップＳ１２）を行う際の、アルミニウム合金の温度変化の一例を示す図である。
一実施形態では、図３に示すように、真空焼結（Ｓ１２６）を行う前に、アルミニウム合金の過飽和固溶体に含まれる水分を除去するステップ（Ｓ１２２及びＳ１２４）を行う。なお、ステップＳ１２２〜Ｓ１２６は、減圧条件下（例えば２０Ｐａ以下）で行う。
【００５８】
まず、アルミニウム合金の過飽和固溶体を、真空焼結炉にて、温度をＴ１まで昇温させて０．５時間以上保持し、過飽和固溶体に含まれる吸着水を除去する（Ｓ１２２）。温度Ｔ１は、１００℃以上１８０℃以下の範囲の温度であってもよい。
ステップＳ１２２で水分を十分に除去できたら、温度をさらにＴ２まで昇温させて０．５時間以上保持し、過飽和固溶体において化学的又は物理的に吸着している水和水などの吸着水を除去する（Ｓ１２４）。温度Ｔ２は、３５０℃以上４８０℃以下の範囲の温度であってもよい。
【００５９】
ステップＳ１２４で水分を十分に除去できたら、温度をさらにＴ３まで昇温させて０．５時間以上保持し、過飽和固溶体を真空焼結させる（Ｓ１２６）。温度Ｔ３は、上述したように、４００℃以上６２０℃以下の範囲の温度であってもよい。
【００６０】
なお、Ｓ１２２及びＳ１２４において、水分除去が十分に行えたか否かは、真空焼結炉の圧力により判断してもよい。水分の除去過程において、水分の蒸発に伴い圧力が上昇するが、蒸発により過飽和固溶体に含まれる水分が減少するにつれて、圧力は再度低くなる。よって、温度Ｔ１又はＴ２での温度保持開始後、圧力が上昇後、再度低下したときに（例えば、２０Ｐａ以下となったとき）、水分が十分に除去されたと判断してもよい。
【００６１】
また、Ｓ１２２〜Ｓ１２６の各ステップにおいて、温度を昇温させる過程では、１００℃／時間以下の昇温速度で昇温するようにしてもよい。
【００６２】
以上説明したステップＳ２〜Ｓ８を行うことにより、最大固溶量よりも多量のマンガンを含有するアルミニウム合金において、固相Ａｌ中にＡｌ６Ｍｎの微細粒子を析出させることができる。このため、通常よりも多量のマンガンを微細粒子としてアルミニウム中に析出させることができ、これにより強度特性が向上したアルミニウム合金材料を得ることができる。
【００６３】
なお、均質化熱処理ステップＳ６は、真空焼結ステップ（熱処理ステップ）Ｓ１２で同時に行ってもよい。なお、上述の均質化熱処理ステップＳ６及び酸化処理ステップＳ８は任意のステップであり、必ずしも実行しなくてもよく、必要に応じて実行すればよい。
【００６４】
次に、一実施形態に係るキャスク及びキャスク用バスケットについて説明する。
図４は、一実施形態に係るキャスクの構成を示す図である。図４に示すキャスクは、使用済燃料を輸送又は貯蔵するための金属キャスクである。
図４に示すように、一実施形態に係るキャスク１は、バスケット１６と、バスケット１６を収容する本体胴２と、本体胴２の端部開口を閉塞するための蓋部１０と、を備えている。ここで、バスケット１６は、上述した実施形態に係るアルミニウム合金材料によって形成される。
【００６５】
また、キャスク１は、本体胴２の外周に設けた中性子遮蔽体であるレジン４と、その外筒６、底部８を含む。本体胴２および底部８は、γ線遮蔽体である炭素鋼製の鍛造品であってもよい。また、蓋部１０は、一次蓋１１および二次蓋１２を有していてもよく、これらの一次蓋１１および二次蓋１２は、ステンレス鋼製であってもよい。本体胴２と底部８は、突き合わせ溶接により結合してあってもよい。なお、図示はしないが、三次蓋を有する構造であってもよい。
キャスク本体２２の両側には、キャスク１を吊り下げるためのトラニオン２４が設けられていてもよい。なお、図４において、片側のトラニオン２４は図示を省略している。
また、キャスク本体２２の両端部には、内部に緩衝材として木材などを封入した緩衝体２６，２８が取り付けられている。
【００６６】
本体胴２と外筒６との間には、熱伝導を行う複数の内部フィン１４が設けられている。レジン４は、この内部フィン１４により形成される空間に流動状態で注入され、熱硬化反応等で固化形成する。
バスケット１６は、複数の角パイプ１８を束状に集合させた構造を有し、本体胴２のキャビティ２０内に挿入されている。角パイプ１８は、上述した実施形態に係るアルミニウム合金材料によって形成されていてもよい。また、角パイプ１８を構成するアルミニウム合金には、使用済核燃料からの中性子を吸収するための中性子吸収材（ホウ素：Ｂ）が混合されていてもよい。また、それぞれの角パイプ１８により形成される収容空間（セル）３０に対して、それぞれ１本の使用済み燃料集合体を収容するようになっていてもよい。
【００６７】
なお、バスケット１６又は角パイプ１８は、上述した実施形態に係るアルミニウム合金材料を、押出加工等により製品形状に形成してもよい。また、角パイプ１８は菓子折り構造により形成されてもよい。
【００６８】
以上説明したキャスクにおいては、通常よりも多量のマンガンがＡｌ６Ｍｎの微細粒子としてアルミニウム中に析出することにより強度特性が向上した上記実施形態に係るアルミニウム合金材料によって、キャスク用バスケットが形成される。よって、強度特性が向上したバスケットを形成することができる。
【００６９】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態や、これらの形態を適宜組み合わせた形態も含む。
【００７０】
本明細書において、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
また、本明細書において、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
また、本明細書において、一の構成要素を「備える」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
【符号の説明】
【００７１】
１        キャスク
２        本体胴
４        レジン
６        外筒
８        底部
１０      蓋部
１１      一次蓋
１２      二次蓋
１４      内部フィン
１６      バスケット
１８      角パイプ
２０      キャビティ
２２      キャスク本体
２４      トラニオン
２６      緩衝体
２８      緩衝体