[發明專利]一種核反應堆堆芯用FeCrAl基合金材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201710390462.2
• 申請日: 2017-05-27
• 公開（公告）號: CN107058872B
• 公開（公告）日: 2019-06-07
• 發明（設計）人: 王輝;陳勇;潘錢付;張瑞謙;解懷英;王錄全;王曉敏
• 申請（專利權）人: 中國核動力研究設計院
• 主分類號: C22C38/02
• 分類號: C22C38/02;C22C38/06;C22C38/22;C22C38/24;C22C38/26;C21D1/26;C21D8/02
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220
• 代理人: 唐邦英

1.一種核反應堆堆芯用FeCrAl基合金材料，其特征在于，由以下組分組成：

Cr，Al，Mo，Nb，Si，W，V，Ga，Ce，C，N，O，Fe，雜質，其中，Cr、Al及Si合金元素的總重量百分比含量為18.4%～20.5%，Mo、Nb、W及V合金元素的總重量百分比含量為2.7%～6.1%；所述Cr，Al含量的總和與Mo、Nb、W及V含量總和的比值為3.3～3.6；

其中，按重量百分含量計，由以下組分組成：

Cr：12.5～14.5%，Al：3.5～5.5%，Mo：1.5～2.5%，Nb：1～3%，Si：0.2～0.5%，W：0.1～0.3%，V：0.1～0.3%，Ga：0～0.2%，Ce：0.05～0.1%，C：≤0.008%，N：≤0.005%，O：≤0.003%，余量為Fe和雜質；

上述合金的制備方法包括以下步驟：

1）、將FeCrAl基合金的配方按比例混合，熔煉制備鑄錠；

2）、上述鑄錠進行高溫均勻化退火，退火溫度大于等于1140℃，保溫時間大于等于3.0h；

3）、去除均勻化退火后鑄錠的表面氧化皮，將表面清潔處理后進行高溫鍛造，始鍛溫度：大于等于1075℃，終鍛溫度：大于等于835℃，鍛造比大于等于2.0；

4）、去除鍛造后板材的表面氧化皮，將表面清潔處理后的板材進行熱處理，熱處理過程為：760～800℃下處理1～3h；熱處理后進行板材的熱軋，熱軋溫度小于等于835℃，材料變形量大于等于55%；

5）、將熱軋后的板材進行熱時效處理，具體時效溫度為：700℃～800℃，時效時間為：20h～100h；

6）、將熱時效處理后的熱軋板材進行冷軋，冷軋過程中的中間退火溫度及最后退火溫度小于等于730℃，冷軋變形量大于等于45%。

2.根據權利要求1所述的一種核反應堆堆芯用FeCrAl基合金材料，其特征在于，按重量百分含量計，由以下組分組成：

Cr：12.5～13%，Al：4.5～5.5%，Mo：2.0～2.5%，Nb：1～3%，Si：0.2～0.5%，W：0.1～0.3%，V：0.1～0.3%，Ga：0～0.2%，Ce：0.05～0.1%，C：≤0.008%，N：≤0.005%，O：≤0.003%，余量為Fe和雜質。

3.根據權利要求1所述的一種核反應堆堆芯用FeCrAl基合金材料，其特征在于，按重量百分含量計，由以下組分組成：

Cr：12.5～14.5%，Al：3.5～5.5%，Mo：1.5～2.0%，Nb：1～2%，Si：0.2～0.4%，W：0.1～0.2%，V：0.1～0.2%，Ga：0.1～0.2%，Ce：0.05～0.1%，C：≤0.008%，N：≤0.005%，O：≤0.003%，余量為Fe和雜質。

4.一種如權利要求1至3任一項所述的一種核反應堆堆芯用FeCrAl基合金材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

1）、將FeCrAl基合金的配方按比例混合，熔煉制備鑄錠；

2）、上述鑄錠進行高溫均勻化退火，退火溫度大于等于1140℃，保溫時間大于等于3.0h；

3）、去除均勻化退火后鑄錠的表面氧化皮，將表面清潔處理后進行高溫鍛造，始鍛溫度：大于等于1075℃，終鍛溫度：大于等于835℃，鍛造比大于等于2.0；

4）、去除鍛造后板材的表面氧化皮，將表面清潔處理后的板材進行熱處理，熱處理過程為：760～800℃下處理1～3h；熱處理后進行板材的熱軋，熱軋溫度小于等于835℃，材料變形量大于等于55%；

5）、將熱軋后的板材進行熱時效處理，具體時效溫度為：700℃～800℃，時效時間為：20h～100h；

6）、將熱時效處理后的熱軋板材進行冷軋，冷軋過程中的中間退火溫度及最后退火溫度小于等于730℃，冷軋變形量大于等于45%。