[發(fā)明專利]高溫、耐輻射鐵素體-馬氏體鋼

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201780018093.2
• 申請日: 2017-04-11
• 公開（公告）號: CN108779535A
• 公開（公告）日: 2018-11-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 邁卡·哈克特
• 申請（專利權(quán)）人: 泰拉能源公司
• 主分類號: C22C38/00
• 分類號: C22C38/00;G21C1/00;C22C38/18;C22C38/22;C22C38/24;C22C38/26;C22C38/28;C22C38/32;F04D29/00;F04D29/02;F16B39/00;C21D9/00;C21D9/08
• 代理公司: 北京安信方達知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11262
• 代理人: 蔡利芳;鄭霞

本公開內(nèi)容描述了新的高溫、耐輻射鐵素體?馬氏體鋼組合物。該新的鋼通常含有9.0?12.0wt.％Cr、0.001?1.0wt.％Mn、0.001?2.0wt.％Mo、0.001?2.5wt.％W和0.1?0.3wt.％C，余量主要為Fe。更具體地，具有10.0?12.0wt.％Cr的鋼被認(rèn)為是特別有利的。取決于具體的實施方案，少量的N、Nb、V、Ta、Ti、Zr和B也可以存在或可以不存在。在任何實施方案中可存在雜質(zhì)，特別地預(yù)期少于0.01wt.％S、少于0.04wt.％P、少于0.04wt.％Cu、少于0.05wt.％Co和少于0.03wt.％As的雜質(zhì)。這些鋼的實例表現(xiàn)出改善的斷裂韌性以及降低的熱蠕變和膨脹。

本申請于2017年4月11日提交，并要求2016年4月11日提交的美國臨時申請第62/321,066號和2017年4月10日提交的美國實用申請(U.S.Utility Application)第15/484,001號的優(yōu)先權(quán)的權(quán)益，兩份申請均據(jù)此通過引用以其整體被并入。

介紹

鋼是指可用于各種應(yīng)用的鐵和碳的合金。在過去的50年里，已進行了大量工作來開發(fā)新的更高溫鐵素體-馬氏體鋼。主要用途是用于工業(yè)中的冷凝器和鍋爐管。鋼還已經(jīng)在核能工業(yè)中在鈉快堆中看到一些用途。最近30年的發(fā)展主要集中在含有8-9wt.％Cr的鋼的型式上。盡管已開發(fā)了大量的鋼，但很少的鋼成為商業(yè)上可行的。

本公開內(nèi)容描述了新的高溫、耐輻射鐵素體-馬氏體鋼組合物。該新的鋼通常含有9.0-12.0wt.％Cr、0.001-1.0wt.％Mn、0.001-2.0wt.％Mo、0.001-2.5wt.％W和0.1-0.3wt.％C，余量主要為Fe。更具體地，具有10.0-12.0wt.％Cr的鋼被認(rèn)為是特別有利的。取決于具體的實施方案，少量的N、Nb、V、Ta、Ti、Zr和B也可以存在或可以不存在。在任何實施方案中可存在雜質(zhì)，特別地預(yù)期少于0.01wt.％S、少于0.04wt.％P、少于0.04wt.％Cu、少于0.05wt.％Co和少于0.03wt.％As的雜質(zhì)。這些鋼的實例表現(xiàn)出改善的斷裂韌性以及降低的熱蠕變和膨脹。

通過閱讀以下詳細描述和對相關(guān)附圖的評述，表征本文所述的鋼組合物和方法的這些和各種其他特征以及優(yōu)點將是明顯的。另外的特征在以下的描述中被闡述，并且部分根據(jù)該描述是明顯的，或者可以通過本技術(shù)的實踐來得知。本技術(shù)的益處和特征將通過書面說明書及其權(quán)利要求書以及附圖中特別指出的結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)和獲得。

應(yīng)理解，前述一般性描述和以下的詳細描述均是示例性的和說明性的，并且意圖提供對如所要求保護的發(fā)明的進一步的解釋。

附圖簡述

構(gòu)成本申請的一部分的以下附圖圖示了所描述的技術(shù)，并且不意味著以任何方式限制如所要求保護的發(fā)明的范圍，該范圍應(yīng)基于本文所附的權(quán)利要求書。

圖1列出了經(jīng)受熱力學(xué)分析的鐵素體-馬氏體鋼的一些標(biāo)稱(nominal)實施方案。

圖2圖示了核反應(yīng)堆的一個實施方案(在此情況下是行波反應(yīng)堆)的各種部件，對于部件可使用高溫、耐輻射鐵素體-馬氏體鋼。

圖3列出了被選擇用于沉淀相的進一步研究的鐵素體-馬氏體鋼。

圖4A和圖4B是來自沉淀相研究的樣品結(jié)果。

圖5A-5D圖示了對多種鋼的實施方案的附加的熱力學(xué)計算的結(jié)果。

圖6A-6L是不同的如本文所述的鋼的實施方案的熱力學(xué)預(yù)測。

圖7A提供了包含多個燃料元件的核燃料組件的實施方案的以示意形式的局部剖面透視圖。

圖7B提供了燃料元件的局部圖示。

圖7C圖示了燃料元件的實施方案，其中在包殼和燃料之間設(shè)置一個或更多個襯層。

圖8圖示了配置有殼體的管殼式熱交換器。