[發(fā)明專利]一種高性能鋯釓合金的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210900588.0
• 申請日: 2022-07-28
• 公開（公告）號: CN115233001B
• 公開（公告）日: 2022-12-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 胡小剛;邱龍時;江海霞;劉承澤;辛超
• 申請（專利權(quán)）人: 西安稀有金屬材料研究院有限公司;中國原子能科學(xué)研究院
• 主分類號: C22C1/02
• 分類號: C22C1/02;C22C16/00;C22F1/18;B23P15/00
• 代理公司: 西安創(chuàng)知專利事務(wù)所 61213
• 代理人: 魏法祥

本發(fā)明公開了一種高性能鋯釓合金的制備方法，包括以下步驟：一、將鋯原料和釓原料混合后進(jìn)行熔煉，得到鑄錠；二、將鑄錠固溶處理和水淬，得到水淬鑄錠；三、將水淬鑄錠表面刷涂抗氧化防護(hù)涂料，得到表面具有涂料的鑄錠；四、將鑄錠進(jìn)行加熱處理，然后趁熱進(jìn)行機(jī)械加工，得到機(jī)械加工后的鑄錠；五、將鑄錠依次進(jìn)行退火處理和表面修整，得到鋯釓合金。本發(fā)明將鋯原料和釓原料混合后熔煉為鑄錠，然后進(jìn)行β相固溶處理后水淬，再在表面進(jìn)行抗氧化防護(hù)涂料處理后進(jìn)行加熱機(jī)械加工，得到α相和β相共存的鋯釓合金，提出了一種鋯釓合金的制備工藝和熱處理制度，得到的鋯釓合金不僅具有極強(qiáng)的耐腐蝕能力，也具有極高的中子屏蔽效果。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于有色冶金和核材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高性能鋯釓合金的制備方法。

背景技術(shù)

世界各國各類反應(yīng)堆中，多以核裂變路線的壓水堆為主，豐度為3％～5％的鈾235燃料塊作為裂變?nèi)剂希苤凶拥霓Z擊裂變產(chǎn)生能量，再經(jīng)由液體熱量循環(huán)，乏燃料后處理設(shè)備面臨腐蝕以及中子輻射等問題一直是困擾關(guān)鍵設(shè)備設(shè)計的難題。中子對設(shè)備和操作人員均會產(chǎn)生巨大危害。采用具有中子吸收性能的超耐蝕合金材料制造相關(guān)設(shè)備和儀器成為緩解和保障核化工安全的一種可靠的解決方案，保證了相關(guān)設(shè)備在高溫、高放、沸騰硝酸具有高運(yùn)行可靠性。同時乏燃料干法貯存容器、乏燃料運(yùn)輸容器、溶解器、蒸發(fā)器等設(shè)備的研制，對中子吸收材料需求量也非常大。

已有的實(shí)驗證實(shí)，經(jīng)過成分設(shè)計的鋯釓合金可以滿足上述耐蝕和中子屏蔽的性能要求，但針對該種合金具體的制備方法未曾有報道。因該合金在國內(nèi)外未有任何研究，如何實(shí)現(xiàn)理想合金成分和目標(biāo)性能的獲得，需要探索和固化該合金的制備工藝和熱處理制度。

因此需要提供一種高性能鋯釓合金的制備方法，給出較為科學(xué)的鋯釓合金制備工藝流程，為后續(xù)實(shí)際生產(chǎn)提供重要的數(shù)據(jù)支撐。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種高性能鋯釓合金的制備方法。該方法將鋯原料和釓原料混合后熔煉為鑄錠，然后進(jìn)行β相固溶處理后水淬，再在表面進(jìn)行抗氧化防護(hù)涂料處理后進(jìn)行加熱機(jī)械加工，得到α相和β相共存的鋯釓合金，提出了一種鋯釓合金的制備工藝和熱處理制度，得到的鋯釓合金不僅具有極強(qiáng)的耐腐蝕能力，也具有極高的中子屏蔽效果。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種高性能鋯釓合金的制備方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

步驟一、將鋯原料和釓原料混合后進(jìn)行熔煉，得到鑄錠；

步驟二、將步驟一中得到的鑄錠依次進(jìn)行固溶處理和水淬，得到水淬鑄錠；

步驟三、將步驟二中得到的水淬鑄錠表面刷涂抗氧化防護(hù)涂料，得到表面具有涂料的鑄錠；

步驟四、將步驟三中得到的表面具有涂料的鑄錠進(jìn)行加熱處理，然后進(jìn)行機(jī)械加工，得到機(jī)械加工后的鑄錠；所述機(jī)械加工為軋制或鍛造；

步驟五、將步驟四中得到的機(jī)械加工后的鑄錠依次進(jìn)行退火處理和表面修整，得到鋯釓合金。