[發(fā)明專(zhuān)利]一種耐蝕鋯合金及其鑄錠的制備方法和應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011175530.1
• 申請(qǐng)日: 2020-10-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112281026B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-03-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周宣;周軍;田鋒;嚴(yán)寶輝;袁波;石明華;李宇力;孫濤濤
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 西部新鋯核材料科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): C22C16/00
• 分類(lèi)號(hào): C22C16/00;C22C1/03;G21C19/42
• 代理公司: 西安創(chuàng)知專(zhuān)利事務(wù)所 61213
• 代理人: 馬小燕

1.一種制備耐蝕鋯合金的鑄錠的方法，其特征在于，該鋯合金由以下質(zhì)量百分含量的成分組成：Ti 1%~15%，Ta 0.05%~5%，Nb 0.05%~2%，O 0.05%~0.2%，N不超過(guò)0.01%，Ni不超過(guò)0.1%，Cu不超過(guò)0.01%，H不超過(guò)0.002%，其余為Zr和不可避免的雜質(zhì)；該方法包括以下步驟：

步驟一、將海綿鋯、海綿鈦和鋯鈮屑混合后壓制成電極塊；

步驟二、將步驟一中壓制成的電極塊對(duì)稱(chēng)布置在鋯鉭二元中間合金板材的兩側(cè)，然后在保護(hù)氣氛下進(jìn)行焊接，得到自耗電極；所述鋯鉭二元中間合金板材中鉭的質(zhì)量含量為20%~50%，其余為鋯和不可避免的雜質(zhì)；

步驟三、將步驟二中得到的自耗電極放置于真空自耗電弧爐中進(jìn)行兩次以上的真空自耗熔煉，得到耐蝕鋯合金的鑄錠；所述真空自耗熔煉中的第一次真空自耗熔煉采用控制電流的方式進(jìn)行，第二次以上真空自耗熔煉采用控制自耗電極熔化速度的方式進(jìn)行。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種制備耐蝕鋯合金的鑄錠的方法，其特征在于，由以下質(zhì)量百分含量的成分組成：Ti 3%~10%，Ta 0.05%~2%，Nb 0.05%~1%，O 0.05%~0.16%，N不超過(guò)0.01%，Ni不超過(guò)0.1%，Cu不超過(guò)0.01%，H不超過(guò)0.002%，其余為Zr和不可避免的雜質(zhì)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種制備耐蝕鋯合金的鑄錠的方法，其特征在于，由以下質(zhì)量百分含量的成分組成：Ti 5%，Ta 0.1%，Nb 0.5%，O 0.12%，N不超過(guò)0.01%，Ni不超過(guò)0.1%，Cu不超過(guò)0.01%，H不超過(guò)0.002%，其余為Zr和不可避免的雜質(zhì)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種制備耐蝕鋯合金的鑄錠的方法，其特征在于，步驟三中所述第一次真空自耗熔煉的過(guò)程為：熔煉電壓25V~45V，熔前真空度低于1Pa，熔前漏氣率低于1Pa/min，熔煉階段真空度低于1Pa，起弧電流3kA~20kA，熔煉階段電流為10kA~25kA。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種制備耐蝕鋯合金的鑄錠的方法，其特征在于，所述熔煉階段電流為12kA~22kA。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種制備耐蝕鋯合金的鑄錠的方法，其特征在于，步驟三中所述第二次以上真空自耗熔煉的過(guò)程均為：熔煉電壓25V~45V，熔前真空度低于1Pa，熔前漏氣率低于1Pa/min，熔煉階段真空度低于1Pa，起弧電流3kA~20kA，熔煉階段自耗電極熔化速度為12kg/min~55kg/min。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種制備耐蝕鋯合金的鑄錠的方法，其特征在于，所述真空自耗熔煉的次數(shù)為兩次，且第二次真空自耗煉熔煉的熔煉階段自耗電極熔化速度為12kg/min~40kg/min。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種制備耐蝕鋯合金的鑄錠的方法，其特征在于，所述真空自耗熔煉的次數(shù)為三次以上，且第三次以上真空自耗煉熔煉的熔煉階段自耗電極熔化速度為15kg/min~55kg/min。

9.一種如權(quán)利要求1~權(quán)利要求8中任一權(quán)利要求所述方法制備的耐蝕鋯合金的鑄錠在乏燃料后處理設(shè)備中的應(yīng)用。