[发明专利]一种高性能锆钆合金的制备方法

说明书

本发明公开了一种高性能锆钆合金的制备方法，包括以下步骤：一、将锆原料和钆原料混合后进行熔炼，得到铸锭；二、将铸锭固溶处理和水淬，得到水淬铸锭；三、将水淬铸锭表面刷涂抗氧化防护涂料，得到表面具有涂料的铸锭；四、将铸锭进行加热处理，然后趁热进行机械加工，得到机械加工后的铸锭；五、将铸锭依次进行退火处理和表面修整，得到锆钆合金。本发明将锆原料和钆原料混合后熔炼为铸锭，然后进行β相固溶处理后水淬，再在表面进行抗氧化防护涂料处理后进行加热机械加工，得到α相和β相共存的锆钆合金，提出了一种锆钆合金的制备工艺和热处理制度，得到的锆钆合金不仅具有极强的耐腐蚀能力，也具有极高的中子屏蔽效果。

技术领域

本发明属于有色冶金和核材料技术领域，具体涉及一种高性能锆钆合金的制备方法。

背景技术

世界各国各类反应堆中，多以核裂变路线的压水堆为主，丰度为3％～5％的铀235燃料块作为裂变燃料，受中子的轰击裂变产生能量，再经由液体热量循环，乏燃料后处理设备面临腐蚀以及中子辐射等问题一直是困扰关键设备设计的难题。中子对设备和操作人员均会产生巨大危害。采用具有中子吸收性能的超耐蚀合金材料制造相关设备和仪器成为缓解和保障核化工安全的一种可靠的解决方案，保证了相关设备在高温、高放、沸腾硝酸具有高运行可靠性。同时乏燃料干法贮存容器、乏燃料运输容器、溶解器、蒸发器等设备的研制，对中子吸收材料需求量也非常大。

已有的实验证实，经过成分设计的锆钆合金可以满足上述耐蚀和中子屏蔽的性能要求，但针对该种合金具体的制备方法未曾有报道。因该合金在国内外未有任何研究，如何实现理想合金成分和目标性能的获得，需要探索和固化该合金的制备工艺和热处理制度。

因此需要提供一种高性能锆钆合金的制备方法，给出较为科学的锆钆合金制备工艺流程，为后续实际生产提供重要的数据支撑。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种高性能锆钆合金的制备方法。该方法将锆原料和钆原料混合后熔炼为铸锭，然后进行β相固溶处理后水淬，再在表面进行抗氧化防护涂料处理后进行加热机械加工，得到α相和β相共存的锆钆合金，提出了一种锆钆合金的制备工艺和热处理制度，得到的锆钆合金不仅具有极强的耐腐蚀能力，也具有极高的中子屏蔽效果。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种高性能锆钆合金的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、将锆原料和钆原料混合后进行熔炼，得到铸锭；

步骤二、将步骤一中得到的铸锭依次进行固溶处理和水淬，得到水淬铸锭；

步骤三、将步骤二中得到的水淬铸锭表面刷涂抗氧化防护涂料，得到表面具有涂料的铸锭；

步骤四、将步骤三中得到的表面具有涂料的铸锭进行加热处理，然后进行机械加工，得到机械加工后的铸锭；所述机械加工为轧制或锻造；

步骤五、将步骤四中得到的机械加工后的铸锭依次进行退火处理和表面修整，得到锆钆合金。