[發(fā)明專利]一種提高合金材料抗腐蝕性能的處理方法

無效

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• 申請日: 2013-03-14
• 公開（公告）號: CN103334003A
• 公開（公告）日: 2013-10-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張建武;田書建
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)
• 主分類號: C21D10/00
• 分類號: C21D10/00
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 趙青朵;李玉秋

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及合金技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種提高合金材料抗腐蝕性能的處理方法。

背景技術(shù)

反應(yīng)堆是用鈾或钚作核燃料產(chǎn)生可控的核裂變鏈式反應(yīng)并釋放能量的裝置。反應(yīng)堆的發(fā)展使核能利用變成了現(xiàn)實，在很大程度上緩解了化石燃料日益枯竭的能源危機。發(fā)展核能首先必須保證反應(yīng)堆的安全性，其次是提高它的可靠性和經(jīng)濟性。

腐蝕是威脅反應(yīng)堆安全和壽命的一個重要隱患。反應(yīng)堆中主回路材料的全面腐蝕，是引起回路系統(tǒng)放射性增大和元件表面結(jié)垢的根源。在反應(yīng)堆運行中出現(xiàn)停堆故障，大多是材料腐蝕引起的。材料的耐腐蝕性能是反應(yīng)堆設(shè)計考慮的重要內(nèi)容，也是保證核電站安全可靠、經(jīng)濟高效運行的重要因素。因此提高反應(yīng)堆換熱回路合金鋼材料的抗腐蝕性能是保證反應(yīng)堆安全性的一個重要方面。

傳統(tǒng)的提高合金材料抗腐蝕性能的方法很多，比如：對合金進行熱處理；在合金表面涂覆涂層，在合金中添加能夠增強合金抗腐蝕性能的元素等等方法。但是在核反應(yīng)堆領(lǐng)域，由于合金材料在復(fù)雜的服役環(huán)境中使用，因此對其抗腐蝕性能要求較高。現(xiàn)有技術(shù)中為了提高反應(yīng)堆中材料的抗腐蝕性能，一般采用鋯基合金并在其中添加具有抗腐蝕性能的微量元素，例如公開號為CN102140596A的中國專利公開了一種用于核反應(yīng)堆的鋯基合金，該合金中主要元素為鋯，并在其中添加了微量了鈮，所述鋯基合金的抗蝕性有了較大提高，但是鋯基合金的抗腐蝕性能在反應(yīng)堆中仍然較低，并且該鋯基合金成本較高。因此本發(fā)明提供了一種提高合金材料抗腐蝕性能的方法，使處理后的合金材料具有較好的抗腐蝕性能，且成本較低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決的技術(shù)問題在于提供一種提高合金材料抗腐蝕性能的處理方法，使合金材料具有較好的抗腐蝕性能。

本發(fā)明提供了一種提高合金材料抗腐蝕性能的處理方法，具體為：將合金材料進行通電流處理。

優(yōu)選的，所述合金材料為不銹鋼、碳鋼、鎂合金、鋯合金、鋁合金或鎳合金。

優(yōu)選的，所述不銹鋼為T91不銹鋼或316L不銹鋼。

優(yōu)選的，所述通電流處理的電流類型為脈沖電流、交流或直流。

優(yōu)選的，所述脈沖電流的放電周期為10～1000μs，最大峰值電流密度為1000～6000A/mm²，單個脈沖的持續(xù)時間為500～5000μs。

本發(fā)明提供了一種提高合金材料抗腐蝕性能的處理方法，所述處理方法具體為：將合金材料進行通電流處理，所述通電流處理使材料在微觀層面上經(jīng)過大電流密度處理，可以調(diào)整材料的微觀缺陷，優(yōu)化微觀晶界，使材料內(nèi)部缺陷及內(nèi)部活性區(qū)減少，晶界上富集的非主要元素得以重新分布，在電子風(fēng)力和焦耳熱效應(yīng)等的作用下，材料的微結(jié)構(gòu)得以優(yōu)化，從而使得材料的抗腐蝕性能得到較大提高；在對合金材料進行處理的過程中，僅是對其進行通電流處理，無需在合金中添加特殊的元素，即可實現(xiàn)抗腐蝕性能的提高，從而使成本降低。

附圖說明

圖1為合金材料進行通電流處理的裝置示意圖；

圖2為不同脈沖電流密度處理的T91不銹鋼的金相照片；

圖3為不同脈沖電流密度處理的T91不銹鋼的XRD圖譜；

圖4為不同脈沖電流密度處理的T91不銹鋼的硬度測試曲線圖；

圖5為不同脈沖電流密度處理的T91不銹鋼腐蝕后的表征BSE照片；

圖6為不同脈沖電流密度處理的T91不銹鋼腐蝕后的SEM照片；

圖7為不同脈沖電流密度處理的T91不銹鋼的拉伸曲線圖。

具體實施方式

為了進一步理解本發(fā)明，下面結(jié)合實施例對本發(fā)明優(yōu)選實施方案進行描述，但是應(yīng)當理解，這些描述只是為進一步說明本發(fā)明的特征和優(yōu)點，而不是對本發(fā)明權(quán)利要求的限制。

本發(fā)明實施例公開了一種提高合金材料抗腐蝕性能的處理方法，具體為：將所述合金材料進行通電流處理。

本發(fā)明采用通電流的方法對合金材料進行處理，所述通電流處理尤其是脈沖電流，可以改變雜質(zhì)元素和各種偏析在晶界上的富集，提高大角度晶界的比例，調(diào)整并優(yōu)化材料內(nèi)部缺陷的分布和數(shù)量，從而在基本不降低其他性能的同時，提高材料的抗腐蝕性能。

本發(fā)明所述合金材料優(yōu)選為不銹鋼、碳鋼、鎂合金、鋯合金、鋁合金或鎳合金，更優(yōu)選為T91不銹鋼或316L不銹鋼，最優(yōu)選為T91不銹鋼。