[發明專利]核反應堆用低活化抗輻照及耐腐蝕高熵合金及其制備方法

有效

• 申請號: 202210403867.6
• 申請日: 2022-04-18
• 公開（公告）號: CN114574747B
• 公開（公告）日: 2023-02-10
• 發明（設計）人: 李歡;郭鑫輝;劉后龍;劉承澤;吳俊宇;吳金平
• 申請（專利權）人: 西安稀有金屬材料研究院有限公司
• 主分類號: C22C30/00
• 分類號: C22C30/00;C22F1/00;C22C1/02
• 代理公司: 西安創知專利事務所 61213
• 代理人: 馬小燕

1.核反應堆用低活化抗輻照及耐腐蝕高熵合金，其特征在于，由以下原子百分數的元素組成：V 20%~28%，Cr 20%~27%，Fe 20%~27%，Ti 15%~25%，W 3%~15%，其余為不可避免的雜質；所述不可避免的雜質包括C、H、O和N，其中C≤0.04%，H≤0.006%，O≤0.016%，N≤0.006%；所述高熵合金的輻照腫脹率小于5%，在沸騰的質量濃度3.5%的NaCl溶液中腐蝕速率小于0.01mm/a，經熱處理后的抗拉強度大于750MPa。

2.根據權利要求1所述的核反應堆用低活化抗輻照及耐腐蝕高熵合金，其特征在于，由以下原子百分數的元素組成：V 22%~26%，Cr 22%~26%，Fe 22%~26%，Ti 17.5%~22.5%，W4.5%~11.5%，其余為不可避免的雜質。

3.根據權利要求2所述的核反應堆用低活化抗輻照及耐腐蝕高熵合金，其特征在于，由以下原子百分數的元素組成：V 25%，Cr 25%，Fe 25%，Ti 20%，W 5%。

4.一種制備如權利要求1~3中任一權利要求所述的核反應堆用低活化抗輻照及耐腐蝕高熵合金的方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

步驟一、選擇釩顆粒、鉻顆粒、鐵顆粒、海綿鈦、鎢粉為原料進行稱重配料；

步驟二、將步驟一中原料中的釩顆粒、鉻顆粒和部分鎢粉混合后進行真空懸浮熔煉，且真空懸浮熔煉的過程中，在第二次翻錠后加入剩余鎢粉熔煉，在第三次翻錠后加入部分海綿鈦熔煉，在第四次翻錠后加入剩余海綿鈦熔煉，在第五次翻錠后加入部分鐵顆粒熔煉，在最后一次翻錠后加入剩余鐵顆粒熔煉，再繼續經兩次翻錠熔煉，經澆鑄得到鑄錠；所述真空懸浮熔煉的過程和澆鑄的過程均在真空或惰性氣氛保護下進行，且采用電磁攪拌混勻；

步驟三、將步驟二中得到的鑄錠進行熱處理，冷卻后得到高熵合金。

5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，步驟一中所述釩顆粒符合GB/T4310-2016《釩》的要求，且釩顆粒的質量純度為99.5%以上。

6.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，步驟一中所述鉻顆粒符合GB/T3211-2008《金屬鉻》的要求，且鉻顆粒的質量純度為99.5%以上。

7.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，步驟一中所述鐵顆粒符合GB/T6730.5-2007《鐵礦石全鐵含量的測定三氯化鈦還原法》的要求，且鐵顆粒的質量純度為99.7%以上。

8.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，步驟一中所述海綿鈦符合GB/T2524-2010《海綿鈦》的要求，且海綿鈦的質量純度為99.8%以上。

9.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，步驟一中所述鎢粉符合GB/T26726-2019《超細鎢粉》的要求，且鎢粉的質量純度為99.8%以上。

10.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，步驟三中所述熱處理的制度為：900℃~1300℃下保溫120min~340min，所述冷卻方式為水冷或者空冷。