[发明专利]一种乏燃料后处理用奥氏体不锈钢锻件及其制造方法

说明书

本发明公开了一种乏燃料后处理用奥氏体不锈钢锻件，包括：所述的不锈钢含有下列化学成分：C≤0.03％，Si≤1.00％，Mn 1.70％～2.00％，P≤0.03％，S≤0.015％，Cr 18.00％～20.00％，Ni 9.10％～12.00％，余量为铁。还公开了一种乏燃料后处理用奥氏体不锈钢锻件的制造方法，包括如下步骤：步骤一，电炉冶炼；步骤二，炉外精炼；步骤三，锻造；步骤四，热处理；步骤五，性能测试；步骤六，机加工步骤七，无损检测；步骤八，成品。通过上述方式，本发明原材料选用精炼钢+脱气，磷硫等有害元素大幅降低，钢锭内部缺陷少；调整化学元素含量，扩大奥氏体相区，增加奥氏体稳定性，减少材料中高温铁素体含量；热处理时控制奥氏体化温度和保温时间，形成单一奥氏体组织，防止晶粒长大，冷却采用沙坑冷却。

技术领域

本发明涉及不锈钢锻造技术领域，特别是涉及一种乏燃料后处理用奥氏体不锈钢锻件及其制造方法。

背景技术

乏燃料又称辐照核燃料，是在反应堆中燃烧过的核燃料。核燃料在堆内发生核反应后，经过一段时间后卸出，卸出的核燃料含有大量可增值的材料铀238和钍232，未烧完和可增值的核元素经过后处理后还可以再次循环利用。核燃料循环利用不仅可以增加核燃料利用效率，还可以减少废弃核燃料深埋处理和安全维护的压力。

乏燃料后处理设备用锻件的材质主要为022Cr19Ni10，是GB/T20878中的一个牌号，在国内锻件标准中也经常使用。乏燃料后处理是核燃料循环利用最关键的一个环节，我国核电经历几十年快速发展后，在役运行的机组越来越多，乏燃料产生量越来越大，但目前乏燃料后处理建设还刚刚起步，乏燃料后处理工艺和技术尚不成熟。目前国家加快了乏燃料后处理建设，中核龙瑞科技有限公司乏燃料后处理示范项目已经开工建设，在技术和工艺成熟之后，乏燃料后处理产业将快速发展。

核电站乏燃料属于高放射性物质，在后处理或存放时会不断向外释放大量衰变热，后处理或存放乏燃料的设备处于高温和高放射性工况，具有较高的危险性，后处理设备和存放设备一旦发生核泄露，将在国内和国际上产生重大影响，危及人类生存环境。乏燃料后处理设备中大量使用奥氏体不锈钢锻件，由于特殊的安全要求，用于乏燃料处理项目上的奥氏体不锈钢除了要有材料标准中规定的性能之外，还要求锻件具有极高的可靠性、稳定性和耐高温辐照性能。

核能是一种清洁能源，在环境污染日益严重的情况下，化石能源将会逐步淘汰，核能在能源中的比例将逐渐扩大。我国核能经过几十年发展，建设了大量核电机组，但我国目前核能发电仅占总发电量的4％，与发达国家或世界平均水平都有一定差距，未来核电机组还将继续增加。核电站运行时产生的乏燃料是一种危险物质，里面含有较多再生资源，乏燃料后处理是核燃料循环利用中的重要一环，提高了核燃料的利用率，减轻了核废料深埋处置的压力。预计未来乏燃料后处理建设将迎来快速发展期，乏燃料后处理用不锈钢锻件需求量会不断增长。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种乏燃料后处理用奥氏体不锈钢锻件，能够在乏燃料后处理使用中满足性能方面要求。

为达到上述目的，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种乏燃料后处理用奥氏体不锈钢锻件，包括：所述的不锈钢含有下列化学成分：C≤0.03％，Si≤1.00％，Mn 1.70％～2.00％，P≤0.03％，S≤0.015％，Cr 18.00％～20.00％，Ni 9.10％～12.00％，余量为铁。

一种乏燃料后处理用奥氏体不锈钢锻件的制造方法，包括如下步骤：

步骤一，电炉冶炼：在电炉内将炉料冶炼成初炼钢水；

步骤二，炉外精炼：将所述步骤一得到的钢水用精炼炉进一步精炼成上述的不锈钢，精炼后将钢水铸成钢锭；

步骤三，锻造：将所述步骤二得到的不锈钢钢锭，用液压机或空气锤锻造成产品锻件；