[發明專利]一種鋯合金板坯的固溶處理方法

在審

• 申請號: 201811235744.6
• 申請日: 2018-10-23
• 公開（公告）號: CN109207891A
• 公開（公告）日: 2019-01-15
• 發明（設計）人: 張永剛;劉杰;席波濤;楊耀虎
• 申請（專利權）人: 西部新鋯核材料科技有限公司
• 主分類號: C22F1/18
• 分類號: C22F1/18;C22C16/00
• 代理公司: 西安創知專利事務所 61213
• 代理人: 譚文琰

本發明公開了一種鋯合金板坯的固溶處理方法，該方法包括：一、采用移動叉車將鋯合金板坯放置于電加熱爐內加熱；二、采用移動叉車將經加熱后的鋯合金板坯取出后滑入淬火水槽中入水淬火；三、將經淬火后的鋯合金板坯升出淬火水槽水面，完成了鋯合金板坯的固溶處理。本發明通過控制經加熱后的鋯合金板坯取出至完全入水的時間，鋯合金板坯固溶處理過程中淬火水槽中水的溫度，以及取出后的鋯合金板坯滑入淬火水槽中入水的角度，確保鋯合金板坯中的合金元素均勻地、過飽和固溶在α?Zr中，從而使鋯合金板坯中的β晶粒通過貝氏體相變轉變成α針狀組織，提高了鋯合金板坯的耐腐蝕性能，滿足核電及核軍工的需求。

技術領域

本發明屬于金屬材料加工技術領域，具體涉及一種鋯合金板坯的固溶處理方法。

背景技術

核級鋯材是核燃料元件必不可少的結構材料，是保障核反應堆運行的第一道安全屏障。核用鋯合金板材對于材料腐蝕性能等有著嚴苛的要求，鋯合金板材制備過程中，板坯的固溶處理對其腐蝕性能起著至關重要的作用。目前，國內核用鋯合金板坯的固溶處理工藝還不能完全滿足核電及核軍工的需求。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于針對上述現有技術的不足，提供了一種鋯合金板坯的固溶處理方法。該方法通過控制經加熱后的鋯合金板坯取出至完全入水的時間，鋯合金板坯固溶處理過程中淬火水槽中水的溫度，以及取出后的鋯合金板坯滑入淬火水槽中入水的角度，確保鋯合金板坯中的合金元素均勻地、過飽和固溶在α-Zr中，從而使鋯合金板坯中的β晶粒通過貝氏體相變轉變成α針狀組織，提高了鋯合金板坯的耐腐蝕性能，滿足核電及核軍工的需求。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：一種鋯合金板坯的固溶處理方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

步驟一、采用移動叉車將鋯合金板坯放置于電加熱爐內，在溫度為950℃～1100℃的條件下加熱60min～150min；所述鋯合金板坯的厚度為60mm～150mm，寬度為500mm～1500mm，長度為1000mm～2000mm；

步驟二、采用移動叉車將步驟一中經加熱后的鋯合金板坯取出，然后采用移動叉車的傾斜料叉將取出后的鋯合金板坯滑入淬火水槽中入水淬火20min～40min；所述取出后的鋯合金板坯滑入淬火水槽中入水的角度，即取出后的鋯合金板坯與水平面的夾角不小于45°；所述經加熱后的鋯合金板坯取出至完全入水的時間不超過60s；所述淬火過程中淬火水槽中水的溫度為25℃～35℃；

步驟三、將步驟二中經淬火后的鋯合金板坯升出淬火水槽水面，完成了鋯合金板坯的固溶處理。

本發明通過控制經加熱后的鋯合金板坯取出至完全入水的時間不超過60s，保證了淬火板坯的淬火溫度，確保了鋯合金板坯中的Sn、Nb、Fe、Cr等合金元素在β-Zr中溶解度，通過控制鋯合金板坯固溶處理過程中淬火水槽中水的溫度為25℃～35℃，以及取出后的鋯合金板坯滑入淬火水槽中入水的角度，即取出后的鋯合金板坯與水平面的夾角不小于45°，有利于板坯淬水時產生的水蒸氣的排出，及時破除了板坯表面汽膜，保證了鋯合金板坯的淬透性，使Sn、Nb、Fe、Cr等合金元素均勻地、過飽和固溶在α-Zr中，從而使鋯合金板坯經固溶后其組織中的β晶粒通過貝氏體相變轉變成α針狀組織，提高了鋯合金板坯的耐腐蝕性能。

上述的一種鋯合金板坯的固溶處理方法，其特征在于，步驟二中所述經加熱后的鋯合金板坯取出至完全入水的時間不超過40s。

上述的一種鋯合金板坯的固溶處理方法，其特征在于，步驟二中所述淬火過程中淬火水槽中水的溫度為25℃～30℃。

通過控制經加熱后的鋯合金板坯取出至完全入水的時間不超過40s，同時控制淬水過程中淬火水槽中水的溫度為25℃～30℃，進一步保證了鋯合金板坯淬火時其組織中的β晶粒通過貝氏體相變轉變成α針狀組織。

本發明與現有技術相比具有以下優點：