[发明专利]核电站蒸汽发生器用抗振合金材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种新材料技术领域的抗振材料，特别是核电站蒸汽发生器抗振合金材料及其制备方法，该抗振合金材料能够用于制造核电站蒸汽发生器抗振条、保持环和保持条材料。

背景技术

AP1000是美国西屋公司开发的第三代百万千瓦级先进压水堆核电机组。 AP1000区别于二代加CPR1000压水堆核电机组的主要特点就是“非能动”的安全系统。“非能动”设计概念就是利用固有的热工水力特性，简化安全系统的设计，使核电站保证安全的措施不再依赖泵、风机等能动设备的运行，从而大幅度地减少了安全级的阀、泵、电缆及抗震厂房；取消了1E级应急柴油发电机系统；减少了大部分安全级能动设备；降低了大宗材料用量；系统简化使设计简化、工艺布置简化、施工量减少、运行及维修量也相应减少。设计中采用的非能动的严重事故预防和缓解措施使安全性能得到提高，同时也提高了机组和经济性。核电蒸发器抗振条和保持环是用于固定蒸发器关键部件U型管，工作在高温高压且振动的环境下，因此对合金抗振材料的要求相当的严格。目前此类关键材料主要依赖进口，本发明以GH690为基础，通过高温力学性能测试，实现成分的优化，确立最佳的变形热处理工艺，研究开发出新型核电蒸发器用抗振合金材料，使其达到国际先进核电蒸发器用抗振合金材料的各项性能指标；以新型核电蒸发器用抗振合金材料为基制造出耐蚀抗振用核电产品，使其性能达到第三代、第四代核能系统的关键配套材料的性能要求。核电站运行经验表明，传热管是回路系统压力边界中最关键也是最薄弱的环节．一旦传热管振动破坏，就得更换蒸汽发生器，这势必造成人力、财力和时间的巨大浪费，也增加了检修人员受放射性辐照的危险。因此，解决蒸汽发生器破管事故是关系到核电站的安全性以及使核电站具有竞争力和生命力的关键问题。本发明研制的该防振条产品的材料能够有效的解决此类问题，该产品符合国家的产业政策，是国家鼓励发展的新型特种合金材料，对缩小与先进国家差距，实现核电设备的国产化起了很好的带动作用，目前我国用于制造抗振条的材料仍依赖进口，因此研发制造具有优良的耐腐蚀性、抗疲劳、抗蠕变性及可加工性的抗振合金材料，降低成本以替代进口，减少蒸汽发生器故障的发生，对有效提高核电站的经济性和安全可靠性具有十分重要的意义。

发明内容

    本发明的目的是克服现有抗振合金材料技术中的不足，提供一种核电站蒸汽发生器用抗振合金材料及其制备方法，该抗振合金材料用于制造核电站蒸汽发生器用抗振条、保持环和保持条材料，该材料价格低、成分设计合理、制造工艺先进，具有优良的耐腐蚀性、抗疲劳、抗蠕变性及可加工性能，使其达到国际先进核电站蒸汽发生器用抗振合金材料的各项性能指标，其抗拉强度：635MPa，屈服强度：315 MPa，伸长率A为45%。

为了实现上述目的，本发明是通过以下技术方案来实现的：一种核电站蒸汽发生器用抗振合金材料，按重量百分比计算，所含成分如下： C：0.015～0.030%； Si：0.05～0.5%； Mn：0.05～0.50%；P：≤0.015%； S：≤0.010%； Cr：28.0～31.0%；Ni：58.0～63%； Cu：0.001～0.20%； Ti： 0.005～0.5%；Al：0.005～0.5%； Fe：7.0～11.0%；Re：0.01～1.0%; Nb:0.001～0.10%； Mo：0.001～0.10%; 余量为不可避免的杂质。

其中所述Si 、Mn 、Cr 、Ni、Nb、Mo、Cu、Ti、Al、 Fe的纯度大于99%， 所述稀土Re为混合稀土金属，其纯度大于99%，块状60*100mm。

一种核电站蒸汽发生器用抗振合金材料的制备方法，包括如下步骤： 

A、按抗振合金材料所含成分的重量百分比计算进行原料配制： C：0.015～0.030%； Si：0.05～-0.5% ； Mn：0.05～-0.50%；P：≤0.015%； S：≤0.010%； Cr：28.0～-31.0%；Ni：58.0～63%； Cu：0.001～0.20%； Ti： 0.005～0.5%；Al：0.005～0.5%； Fe：7.0～11.0%； Re：0.01～1.0%;Nb:0.001～0.10%； Mo：0.001～0.10%;  余量为不可避免的杂质；