The invention provides a zirconium based alloy for nuclear reactor in a high temperature environment, by weight percentage, which includes: Sn:0.36 ~ 0.69%; Nb:0.20 ~ 0.49%; Fe:0.21 ~ 0.40%; O:0.10 ~ 0.20%; adding 0.01 ~ 0.09%Cu or composite added 0.01 ~ 0.09%Cu and 0.01 ~ 0.20%V; margin of at least 98% contain the impurity zirconium. The invention provides a zirconium based alloy for nuclear reactor in a high temperature environment, excellent corrosion resistance, compared with the existing technology of ZIRLO alloy of this alloy in high temperature water and high temperature lithium containing water has more excellent corrosion resistance, suitable for nuclear reactors with high burnup of fuel cladding materials frame strip structure and corrosion resistance of zirconium alloy.
【技术实现步骤摘要】
一种用于核反应堆高温环境中的锆基合金
本专利技术涉及锆合金材料领域,尤其是涉及一种可用作压水堆核电厂较高燃耗下的燃料棒包壳材料、格架条带及结构件的耐腐蚀含Cu锆合金。
技术介绍
锆合金由于热中子吸收截面小、导热率高、机械性能好,又具有良好的加工性能以及同UO2相容性好,尤其对高温水、高温水蒸气也具有良好的抗腐蚀性能和足够的热强性,因此被广泛用作水冷动力堆的包壳材料和堆芯结构材料。随着核动力反应堆技术朝着提高燃料燃耗和延长换料周期方向发展,对燃料元件包壳用锆合金提出了更高的要求。为此,许多国家都在研究开发新型锆合金。锆合金的性能包括耐腐蚀性能、吸氢性能、力学性能、抗辐照生长性能和抗蠕变性能。其中,五大性能中最关键且最容易发生变化的性能为耐腐蚀性能。影响锆合金耐腐蚀性能的因素包括:合金成分、热加工工艺、第二相、氧化物类型、晶粒形貌和水化学等。锆合金腐蚀的同时会释放出一定量的氢,反应中产生的氢一部分被包壳吸收,吸收的氢量与腐蚀时理论放氢量之比称之为吸氢分数。因此,锆合金的耐腐蚀性能与吸氢性能之间存在比例关系,影响腐蚀的因素也会同时影响吸氢。提高锆合金耐腐蚀性能的途径主要是改变合金成分和优化加工工艺。目前,锆合金中可添加的合金元素虽然受到热中子吸收截面大小的限制,但仍然形成了多种系列的锆合金,概括起来主要有Zr-Sn系、Zr-Nb系和Zr-Sn-Nb系三大类。Zr-Sn系主要有Zr-2合金、Zr-4合金和低锡Zr-4合金等,它们均属于第一代锆合金。为了降低核电成本,提高燃料利用率,需要增大元件燃耗、提高冷却剂温度及冷却剂中的锂浓度等。这些措施均会使锆合金包壳的水侧 ...
【技术保护点】
一种用于核反应堆高温环境中的锆基合金,其特征在于,以重量百分比计算,包括:Sn:0.36~0.69%;Nb:0.20~0.49%;Fe:0.21~0.40%;O:0.10~0.20%;单独添加0.01~0.09%Cu或复合添加0.01~0.09%Cu和0.01~0.20%V;余量为包含杂质的至少98%的锆。
【技术特征摘要】
1.一种用于核反应堆高温环境中的锆基合金,其特征在于,以重量百分比计算,包括:Sn:0.36~0.69%;Nb:0.20~0.49%;Fe:0.21~0.40%;O:0.10~0.20%;单独添加0.01~0.09%Cu或复合添加0.01~0.09%Cu和0.01~0.20%V;余量为包含杂质的至少98%的锆。2.如权利要求1所述的用于核反应堆高温环境中的锆基合金,其特征在于,以重量百分比计算,包括:Sn:0.36~0.69%;Nb:0.20~0.49%;Fe:0.21~0.40%;O:0.10~0.20%,Cu:0.01~0.09%,余量为包含杂质的至少98%的锆。3.如权利要求1所述的用于核反应堆高温环境中的锆基合金,其特征在于,以重量百分比计算,包括:Sn:0.36~0.69%;Nb:0.20~0.49%;Fe:0.21~0.40%;O:0.10~0.20%,Cu:0.01~0.09%,V:0.01~0.20%,余量为包含杂质的至少98%的锆。4.如权利要求2所述的用于核反应堆高温环境中的锆基合金,其特征在于,以重量百分比计算,包括:Sn:0.36~0.50%...
【专利技术属性】
技术研发人员:曾奇锋,陈磊,陈芙梁,朱丽兵,李聪,
申请(专利权)人:上海核工程研究设计院,
类型:发明
国别省市:上海,31
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