一种耐事故核燃料组件结构材料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燃料组件结构材料FeCrAl基合金及其制备方法，所述合金由以下组分组成：Cr，Al，Mo，Nb，Si，Zr，Ta，Mn，La，C，N，O，Fe，杂质，其中，Cr、Al及Si合金元素的总重量百分比含量为16.05％～20.2％，Mo、Nb、Zr及Ta合金元素的总重量百分比含量为3.15％～5.65％。本发明专利技术所述合金通过合理控制各个组分之间的比例，在此范围内的合金元素之间的相互作用，不仅能够确保FeCrAl基合金的抗高温氧化性能，能够避免Cr、Al含量过高导致的合金硬化及脆化倾向，同时兼具较高的高温强度和韧性。

Anti accident nuclear fuel assembly structure material FeCrAl based alloy and preparation method thereof

The invention discloses a resistance of FeCrAl based alloy accident of nuclear fuel assembly structure material and preparation method thereof, wherein the alloy consists of the following components: Cr, Al, Mo, Nb, Si, Zr, Ta, Mn, La, C, N, O, Fe, Cr, Al impurities, among them, and Si alloy elements total weight percentage content is 16.05% ~ 20.2%, the total weight percentage of Mo, Nb, Zr and Ta alloy elements as 3.15% ~ 5.65%. Reasonable control between each component proportion by the alloy of the present invention, the interaction between the alloying elements within this range, not only can ensure the high temperature oxidation resistance of FeCrAl based alloys, can avoid hardening and embrittlement tendency of Cr, caused by high Al level, high temperature strength and high toughness simultaneously.

【技术实现步骤摘要】
一种耐事故核燃料组件结构材料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燃料组件结构材料FeCrAl基合金及其制备方法。
技术介绍
燃料元件是核动力反应堆堆芯的核心部件，其性能直接关系到核反应堆运行的安全性与经济性。锆合金是目前商用核电轻水堆燃料元件唯一采用包壳材料。但在突发情况下(如日本福岛核事故、压水堆失水事故等)，锆合金包壳与高温冷却剂水剧烈反应，放出大量热和爆炸气体氢气，导致包壳材料力学性能恶化，产生反应堆氢爆与大量放射性产物外泄等核灾难性后果。为了满足抗高温水蒸气氧化能力，世界核电大国对很多候选耐事故包壳材料进行了大量的高温氧化性能研究，最具有代表的包括Zr-2、Zr-4、SiC、304SS、310SS、FeCrAl基合金等材料。研究结果表明：FeCrAl基合金具有良好的抗辐照性能、和良好的抗高温氧化能力。目前大多商用FeCrAl基合金材料大多具有较高的Cr、Al含量(Cr：15～30％,A：6～15％)，因此其抗高温氧化性能较为显著。但商用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本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种耐事故核燃料组件结构材料FeCrAl基合金，其特征在于，由以下组分组成：Cr，Al，Mo，Nb，Si，Zr，Ta，Mn，La，C，N，O，Fe，杂质，其中，Cr、Al及Si合金元素的总重量百分比含量为16.05％～20.2％，Mo、Nb、Zr及Ta合金元素的总重量百分比含量为3.15％～5.65％。

【技术特征摘要】
1.一种耐事故核燃料组件结构材料FeCrAl基合金，其特征在于，由以下组分组成：Cr，Al，Mo，Nb，Si，Zr，Ta，Mn，La，C，N，O，Fe，杂质，其中，Cr、Al及Si合金元素的总重量百分比含量为16.05％～20.2％，Mo、Nb、Zr及Ta合金元素的总重量百分比含量为3.15％～5.65％。2.根据权利要求1所述的一种耐事故核燃料组件结构材料FeCrAl基合金，其特征在于，所述Cr，Al含量的总和与Mo、Nb、Zr及Ta含量总和的比值为3～4。3.根据权利要求1或2所述的一种耐事故核燃料组件结构材料FeCrAl基合金，其特征在于，按重量百分含量计，由以下组分组成：Cr：12.5～14.5％，Al：3.5～5.5％，Mo：2～3％，Nb：1～2％，Si：0.05～0.2％，Zr：0.1～0.4％，Ta：0.05～0.25％，Mn：0～0.1％，La：0.05～0.1％，C：≤0.008％，N：≤0.005％，O：≤0.003％，余量为Fe和杂质。4.根据权利要求3所述的一种耐事故核燃料组件结构材料FeCrAl基合金，其特征在于，按重量百分含量计，由以下组分组成：Cr：12.5～13％，Al：4.5～5.5％，Mo：2～3％，Nb：1～2％，Si：0.05～0.2％，Zr：0.1～0.4％，Ta：0.05～0.25％，Mn：0～0.1％，La：0.05～0.1％，C：≤0.008％，N：≤0.005％，O：≤0.003％，余量为Fe和杂质。5.根据权利要求3所述的一种耐事故核燃料组件结构材料FeCrAl基合金，其特征在于，按重量百分含量计，由以下组分组成：Cr：12.5～14.5...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘超红，王辉，张瑞谦，潘钱付，蒋明忠，陶涛，陈勇，
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