一种耐事故核电燃料元件用FeCrAl基合金及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种耐事故核电燃料元件用FeCrAl基合金及其制备方法，解决了现有技术中FeCrAl基合金材料均无法满足作为适用于燃料元件包壳、格架等堆芯结构体用要求的问题。本发明专利技术包括12.5～14.5wt％Cr、3.5～5.5wt％Al、1.5～3wt％Mo、1～3wt％Nb、0.1～0.3wt％Si、0.1～0.3wt％Ta、0.1～0.3wt％V，0～0.2wt％Ga、0.1～0.2wt％Ni、0.05～0.1wt％Ce、C≤0.008wt％、N≤0.005wt％、O≤0.003wt％，其余为Fe和不可避免杂质。本发明专利技术具有优异的抗高温氧化性能、热稳定性、力学性能等。

FeCrAl base alloy for accident resistant nuclear power fuel element and preparation method thereof

The invention discloses a FeCrAl base alloy and its preparation method for anti accident of nuclear fuel element, solved the FeCrAl based alloy material in the prior art can not satisfy as applicable to the fuel cladding, the problem of lattice frame core structure. The present invention includes 12.5 ~ 14.5wt%Cr, 3.5 ~ 5.5wt%Al, 1.5 ~ 3wt%Mo, 1 ~ 3wt%Nb, 0.1 ~ 0.3wt%Si, 0.1 ~ 0.3wt%Ta, 0.1 ~ 0.3wt%V, 0 ~ 0.2wt%Ga, 0.1 ~ 0.2wt%Ni, 0.05 ~ 0.1wt%Ce, C = 0.008wt%, N = 0.005wt%, O = 0.003wt%, the Fe and inevitable impurities. The invention has excellent high-temperature oxidation resistance, thermal stability and mechanical properties, etc..

【技术实现步骤摘要】
一种耐事故核电燃料元件用FeCrAl基合金及其制备方法
本专利技术涉及铁基合金结构材料及特种合金材料
，具体涉及一种耐事故核电燃料元件用FeCrAl基合金，并公开了该FeCrAl基合金的制备方法。
技术介绍
日本福岛核事故后，要求下一代及未来先进核电压水堆用燃料元件包壳材料与现用核电锆合金包壳材料相比，必须具备更好的抗高温水蒸气氧化能力、高温强度及高温稳定性，能够提供更大安全余量以及避免潜在的堆芯融化事故，也称耐事故包壳材料。研究表明：FeCrAl基合金由于具有良好的抗辐照性能，且含有合适量Cr、Al、Si的FeCrAl合金的抗高温氧化能力远远优于Zr-2、Zr-4、304SS、310SS合金，其抗高温氧化性能和采用CVD方法制备的SiC材料基本相当，使其成为先进核电耐事故包壳材料研发中十分具有潜力的包壳材料。但现有商用FeCrAl基合金材料中因含有较高的Cr、Al含量，使其在反应堆运行工况热时效和辐照条件下硬化和脆化程度严重，给反应堆运行带来重大安全隐患。不仅如此，较高Cr、Al含量的FeCrAl基合金室温力学塑性较差，导致合金板材及薄壁管材加工困难。因而，作为反应堆耐事故燃本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种耐事故核电燃料元件用FeCrAl基合金，其特征在于，包括：12.5～14.5wt％Cr、3.5～5.5wt％Al、0.1～0.3wt％Si、1.5～3wt％Mo、1～3wt％Nb、0.1～0.3wt％Ta、0.1～0.3wt％V，0～0.2wt％Ga、0.1～0.2wt％Ni、0.05～0.1wt％Ce、C≤0.008wt％、N≤0.005wt％、O≤0.003wt％，其余为Fe和不可避免杂质。

【技术特征摘要】
1.一种耐事故核电燃料元件用FeCrAl基合金，其特征在于，包括：12.5～14.5wt％Cr、3.5～5.5wt％Al、0.1～0.3wt％Si、1.5～3wt％Mo、1～3wt％Nb、0.1～0.3wt％Ta、0.1～0.3wt％V，0～0.2wt％Ga、0.1～0.2wt％Ni、0.05～0.1wt％Ce、C≤0.008wt％、N≤0.005wt％、O≤0.003wt％，其余为Fe和不可避免杂质。2.根据权利要求1所述的一种耐事故核电燃料元件用FeCrAl基合金，其特征在于，所述Cr、Al及Si的总重量百分比含量不低于16.5％。3.根据权利要求1所述的一种耐事故核电燃料元件用FeCrAl基合金，其特征在于，所述Mo、Nb、Ta和V的总重量百分比含量不低于3％。4.根据权利要求1所述的一种耐事故核电燃料元件用FeCrAl基合金，其特征在于，包括：12.7～13wt％Cr、4.2～4.5wt％Al、0.1～0.3wt％Si、1.6～1.7wt％Mo、1.4～1.5wt％Nb、0.1～0.3wt％Ta、0.1～0.3wt％V，0～0.2wt％Ga、0.1～0.2wt％Ni、0.05～0.1wt％Ce、C≤0.008wt％、N≤0.005wt％、O≤0.003wt％，其余为Fe和不可避免杂质。5.根据权利要求1所述的一种耐事故核电燃料元件用FeCrAl基合金，其特征在于，包括：13～13.5wt％Cr、4.5～4.8wt％Al、0.1～0.3wt％Si、2.8～2.9wt％Mo、2.9～3...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜沛南，王辉，张瑞谦，潘钱付，刘超红，陈勇，王晓敏，
申请(专利权)人：中国核动力研究设计院，
类型：发明
国别省市：四川,51