[發明專利]核反應堆控制棒驅動機構控制桿1Cr13厚壁管材的制備

有效

• 申請號: 201010151820.2
• 申請日: 2010-04-21
• 公開（公告）號: CN101812624A
• 公開（公告）日: 2010-08-25
• 發明（設計）人: 都祥元;蘇國躍;李惠娟;孔凡亞
• 申請（專利權）人: 中國科學院金屬研究所
• 主分類號: C22C33/04
• 分類號: C22C33/04;C22B9/18
• 代理公司: 沈陽晨創科技專利代理有限責任公司 21001
• 代理人: 張晨

1.核反應堆控制棒驅動機構控制桿1Cr13厚壁管材的制備，其特征在于：

——1Cr13不銹鋼的冶煉：采用感應爐冶煉+電渣重熔的方法冶煉，其中：

感應爐冶煉工藝：

熔化期：采用感應冶煉爐冶煉，爐料為85.25～86.85％裝爐容量，純度≥98％的純鐵，12～13％裝爐容量的金屬Cr以及0.4～0.50％裝爐容量的電解鎳；使用滿功率的1/4～1/2送電加熱30～60分鐘，當出現初熔鋼水后，爐料全紅時，使用滿功率的2/3～1熔化直至全部爐料熔化；

精煉期：升溫至1550℃±10℃，保溫15±5分鐘；

合金化期：當精煉期結束后，停電使鋼液溫度降至表面結膜；然后送電將結膜熔化，再按照加料順序將0.50～0.75％裝爐容量的金屬Mn，0.25～0.5％裝爐容量的Si加入鋼液中；

電渣重熔工藝：

冶煉前準備：

電極：采用澆注電極棒或鍛造而成電渣重熔電極棒，3支電極尺寸為100mm鋼錠，水冷銅結晶器：結晶器直徑為500mm；

渣系：三元渣CaF₂∶Al₂O₃∶MgO₂＝30％∶65％∶5％，使用前600℃烘烤4小時；

底板：銅板或鐵板；底墊：1Cr13片；固體導電引弧，引弧劑：?引弧劑成分為：CaF₂∶TiO₂＝50％∶50％；

電渣重熔工藝參數：

渣量A：A＝1/4πD²·h·γ，D為結晶器直徑，渣池深度h為結晶器直徑的1/3～1/2，渣的密度在2400～2500Kg/m³；

工作電流I：I＝S·J，S為自耗電極的橫斷面積，單位mm²，J為電流密度，單位A/mm²，J＝56/d_電極-0.05，d_電極為電極直徑，單位cm；

冶煉電壓U：U＝0.5d_電極+B，B為27～37V；

——管坯的制備方法：

棒坯加工：將冶煉所得的1Cr13鋼經鍛造后得到的?Φ115～120mm棒坯，經切割后，進行扒皮，扒皮后的棒坯外徑尺寸為105mm，不直度小于1.0mm/m，表面粗糙度Ra≤6.4；

加熱工藝：將所得棒坯冷裝入爐，在低溫段溫度650～850℃下均熱90～120分鐘，然后以大于2℃/分鐘的速度加熱至1100～1180℃，保溫15～30分鐘；

穿孔頂頭：鉬基合金頂頭；潤滑劑：玻璃粉；

冷卻：穿孔后冷卻，控制其冷卻速度小于100℃/小時冷卻至室溫；

——管材的冷加工成形：控制道次累積變形量為25～40％，冷軋管機送進量為2～5mm/次，機頭擺動次數為30～60次/分；

——成品的熱處理工藝：將核電站核反應堆控制棒驅動機構驅動桿用1Cr13厚壁管材成品置于管式保護氣氛熱處理爐中進行熱處理，工藝參數為：在1000～1050℃下保溫1～2小時，氣冷冷卻至室溫，控制冷卻速度＜500℃/h；在650～700℃下保溫3～5小時，氣冷冷卻?至室溫，控制冷卻速度＜500℃/h；

其中％均為重量百分比。?