[發明專利]一種高強度耐腐蝕鋯合金及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 202110922097.1
• 申請日: 2021-08-12
• 公開（公告）號: CN113564421A
• 公開（公告）日: 2021-10-29
• 發明（設計）人: 劉日平;王浩;姬朋飛;馬巍;王玉珩;張晗;馬明臻;張新宇
• 申請（專利權）人: 燕山大學
• 主分類號: C22C16/00
• 分類號: C22C16/00;C22C1/03;C22F1/18;C21D1/18;C21D1/26;C21D8/02
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 王苗苗

本發明提供了一種高強度耐腐蝕鋯合金及其制備方法和應用，涉及合金材料技術領域。本發明提供的高強度耐腐蝕鋯合金，以質量百分比計，化學成分包括：鈦6～40％；鉿0.4～4.5％；鉬0.96～2.5％；余量的鋯。本發明結合鈦元素、鉿元素和鉬元素的共同作用，通過控制各元素的含量，實現固溶強化，能夠有效提高鋯合金的強度和耐蝕性。本發明提供的高強度耐腐蝕鋯合金成本低、密度小、強度高、塑性高、耐腐蝕。

技術領域

本發明涉及合金材料技術領域，具體涉及一種高強度耐腐蝕鋯合金及其制備方法和應用。

背景技術

鋯在地殼中的存量相對豐富，按豐度計算，其超過了鎳、銅、錫、鈷等，并且其價格與金屬鈦的價格相差不大。同時，金屬鋯本身還具有低的熱中子吸收截面積(只有1.8×10^-29m²，僅次于鈹和鎂)、良好的抗輻照性能以及優異的耐腐蝕等特性。鈦在地殼中的豐度占第七位，約0.45％。通過合金化，鋯鈦鉿鉬可形成高強耐腐蝕的合金。目前的鋯合金主要應用在核工業中，該領域主要側重其良好的理化特性，對其人體安全性要求不高。作為生活日用的鋯合金，通常要求其具有更好的耐蝕性，來滿足人體健康對材料安全性能的需要，以拓展其應用范圍。

發明內容

本發明的目的在于提供一種高強度耐腐蝕鋯合金及其制備方法和應用，本發明提供的鋯合金具有較高的強度和耐蝕性。

為了實現上述發明目的，本發明提供以下技術方案：

本發明提供了一種高強度耐腐蝕鋯合金，以質量百分比計，化學成分包括：

鈦 6～40％；

鉿 0.4～4.5％；

鉬 0.96～2.5％；

余量的鋯。

優選地，以質量百分比計，化學成分包括：

鈦 10～40％；

鉿 1.0～4.2％；

鉬 1.47～2.5％；

余量的鋯。

優選地，所述高強度耐腐蝕鋯合金具有α相和β相雙相組織。

本發明提供了上述技術方案所述高強度耐腐蝕鋯合金的制備方法，包括以下步驟：

將合金原料進行熔煉，得到鑄錠；

將所述鑄錠依次進行預加熱保溫處理和軋制變形，得到鋯合金板；

將所述鋯合金板依次進行固溶處理、水淬處理和退火處理，得到高強度鋯合金。

優選地，所述熔煉為非自耗電弧熔煉；所述熔煉的溫度為2400～2700℃。

優選地，所述預加熱保溫處理的溫度為850～900℃；預加熱保溫處理的時間為20～60min。

優選地，所述軋制變形為多道次軋制變形，每道次壓下量為1.5～2.5mm，每道次軋制的間隔將鑄錠加熱至所述預加熱保溫處理的溫度并保溫4～6min；所述軋制變形的總變形量為65～70％。

優選地，所述固溶處理的溫度為850～1000℃；所述固溶處理的保溫時間為40～90min。

優選地，所述退火處理的溫度為500～700℃；所述退火處理的保溫時間為1.5～3h。

本發明提供了上述技術方案所述高強度耐腐蝕鋯合金或上述技術方案所述制備方法制備得到的高強度耐腐蝕鋯合金在制備生物醫用材料和食品接觸材料中的應用。