[發(fā)明專利]核電用時(shí)效硬化型Ni-Cr-Fe基合金板材的制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210984244.2
• 申請(qǐng)日: 2022-08-17
• 公開（公告）號(hào): CN115404325A
• 公開（公告）日: 2022-11-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李紅宇;余志國(guó);黃明月;沈大吉;王飛;劉倚天;陳昊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安諾博爾稀貴金屬材料股份有限公司
• 主分類號(hào): C21D8/02
• 分類號(hào): C21D8/02;B21B3/00;C22C19/05;C22F1/10
• 代理公司: 西安啟誠(chéng)專利知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 61240
• 代理人: 馮亮

本發(fā)明公開了一種核電用時(shí)效硬化型Ni?Cr?Fe基合金板材的制備方法，其特征在于，包括以厚度為50mm～60mm的板坯為原料，經(jīng)加熱處理、熱軋、第一次固溶熱處理、表面處理、冷軋和第二次固溶熱處理，得到核電用時(shí)效硬化型Ni?Cr?Fe基合金板材；所述第一次固溶熱處理的溫度為1030℃～1050℃，時(shí)間為30min～40min；所述第二次固溶熱處理溫度為1010℃～1020℃，時(shí)間為15min～20min。本發(fā)明的方法可實(shí)現(xiàn)時(shí)效硬化型Ni?Cr?Fe基合金板材的制備，該板材滿足核電用GH4169純潔度等于或優(yōu)于1.0級(jí)(≤1.0)的設(shè)計(jì)和使用要求。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于核電技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及核電用時(shí)效硬化型Ni-Cr-Fe基合金板材的制備方法。

背景技術(shù)

時(shí)效硬化型Ni-Cr-Fe基合金(GH4169)是一種在-253℃～650℃內(nèi)具有良好的抗疲勞、抗氧化、耐腐蝕性能的合金，同時(shí)具有熱中子吸收截面小和抗輻照能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，常被加工成板材用作核電燃料組件壓緊系統(tǒng)板彈簧，是核電安全運(yùn)行的重要保障。

在核電反應(yīng)堆中，GH4169合金板材需在高中子輻照流動(dòng)下的高溫高壓水中長(zhǎng)期服役，而且承受的工作應(yīng)力復(fù)雜。研究表明：GH4169合金的純潔度水平，即材料縱截面上沿加工方向條帶分布的一次碳化物數(shù)量及分布情況，會(huì)影響板材的環(huán)境損傷敏感性，從而降低材料的腐蝕性能，特別是應(yīng)力腐蝕性能，最終影響合金長(zhǎng)期、可靠服役的安全性。因此，核電反應(yīng)堆燃料組件壓緊板彈簧必須采用純潔度“等同或優(yōu)于(≤) GB/T14999.5-1994中B類圖1.0級(jí)”的高純潔度GH4169板材加工制造。

然而，由于GH4169合金中易偏析元素Nb含量(重量百分比，％) 高達(dá)4.70～5.50，在合金鑄錠中易析出大量一次碳化物NbC，且在后續(xù)壓延加工和熱處理后難以有效消除，使得高純潔度(≤1.0級(jí))GH4169板材制備難度大，成為我國(guó)“華龍一號(hào)”核電自主品牌CF、STEP系列和CAP1400 等核電燃料組件制造和產(chǎn)業(yè)化的一個(gè)制約。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供核電用時(shí)效硬化型Ni-Cr-Fe基合金板材的制備方法。本發(fā)明通過(guò)包含以厚度為50mm～60mm的板坯為原料，經(jīng)加熱處理、熱軋、第一次固溶熱處理、表面處理、冷軋和第二次固溶熱處理，且第一次固溶熱處理和第二次固溶熱處理分別在1030℃～1050℃和1010℃～1020℃的方法，實(shí)現(xiàn)時(shí)效硬化型Ni-Cr-Fe基合金板材的制備，該板材滿足核電用GH4169純潔度等于或優(yōu)于1.0級(jí)(≤1.0)的設(shè)計(jì)和使用要求。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種核電用時(shí)效硬化型Ni-Cr-Fe基合金板材的制備方法，其特征在于，包括以厚度為50mm～ 60mm的板坯為原料，經(jīng)加熱處理、熱軋、第一次固溶熱處理、表面處理、冷軋和第二次固溶熱處理，得到核電用時(shí)效硬化型Ni-Cr-Fe基合金板材；所述第一次固溶熱處理的溫度為1030℃～1050℃，時(shí)間為30min～40min；所述第二次固溶熱處理溫度為1010℃～1020℃，時(shí)間為15min～20min。

上述的核電用時(shí)效硬化型Ni-Cr-Fe基合金板材的制備方法，其特征在于，所述板坯的純潔度等于或優(yōu)于GB/T14999.5-1994規(guī)定的2.0級(jí)。

上述的核電用時(shí)效硬化型Ni-Cr-Fe基合金板材的制備方法，其特征在于，所述板坯以質(zhì)量百分比計(jì)包含以下組分：Ni 50.00％～55.00％、Cr 17.00％～20.00％、Nb+Ta4.75％～5.2％、Mo 2.80％～3.30％、Ti 0.65％～ 1.15％、Al 0.20％～0.80％、Cu≤0.035％、Si≤0.035％、Mn≤0.035％、 C 0.015％～0.030％、P≤0.015％、S≤0.015％、Co≤0.004％、Ta≤0.10％、 B≤0.006％、H≤0.007％、O≤0.010％和Fe余量。

上述的核電用時(shí)效硬化型Ni-Cr-Fe基合金板材的制備方法，其特征在于，具體包括：