一种用于裂变堆的阀门材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开的用于裂变堆的阀门材料，按照质量百分比由以下原料组成：基体为Fe元素，Cr7.0％～10.0％，W1.23％～2.56％，Ti0.28％～0.63％，Ta0.52％～0.68％，Mn0.18％～0.35％，Mo2.5％～4.5％，Al0.03％～0.15％，C0.05％～0.15％，Pb0.005％～0.020％，Cu0.005％～0.015％，Si0.001％～0.003％，Nb0.003％～0.008％，Ni0.003％～0.008％，解决了现有阀门材料受中子辐照后会产生长寿命放射性核素使后期核废物处理成本高且对环境产生危害的问题；本发明专利技术的制备工艺简单、成分稳定、成本低。

【技术实现步骤摘要】
一种用于裂变堆的阀门材料及其制备方法
本专利技术属于金属材料加工
，涉及一种用于裂变堆的阀门材料，本专利技术还涉及该阀门材料的制备方法。
技术介绍
目前我国用于裂变堆的阀门材料，是采用传统的通用熔炼生产工艺，现阶段广泛使用的阀门材料主要成分含有Fe、Mn、Ni、Mo等元素，其中Ni、MO等受中子辐照后会产生长寿命放射性核素，而且有些放射性核素的半衰期可长达几万年甚至几十万年以上，这对核电站的核废物处理问题提出了严峻的挑战，不仅处理成本非常高，而且极不安全，不适用于聚变堆。因此，为了尽量降低材料活化可能引起的潜在放射性危害以及减少放射性废物的后处理及其费用，国内外对用于裂变堆的阀门材料的配方进行了一些研究。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种用于裂变堆的阀门材料，解决了现有阀门材料受中子辐照后会产生长寿命放射性核素使得后期核废物处理成本高且对环境产生危害的问题。本专利技术的另一个目的是提供一种用于裂变堆的阀门材料的制备方法。本专利技术所采用的技术方案是，一种用于裂变堆的阀门材料，按照质量百分比由以下原料组成：基体为Fe元素，Cr7.0％～10.0％，W1.23％～2.56％，Ti0.28％～0.63％，Ta0.52％～0.68％，Mn0.18％～0.35％，Mo2.5％～4.5％，Al0.03％～0.15％，C0.05％～0.15％，Pb0.005％～0.020％，Cu0.005％～0.015％，Si0.001％～0.003％，Nb0.003％～0.008％，Ni0.003％～0.008％，以上各原料的质量百分比之和为100％。本专利技术所采用的另一个技术方案是，一种用于裂变堆的阀门材料的制备方法，具体按照以下步骤实施：步骤1、按照质量百分比分别称取如下原料：基体为Fe元素，Cr7.0％～10.0％，W1.23％～2.56％，Ti0.28％～0.63％，Ta0.52％～0.68％，Mn0.18％～0.35％，Mo2.5％～4.5％，Al0.03％～0.15％，C0.05％～0.15％，Pb0.005％～0.020％，Cu0.005％～0.015％，Si0.001％～0.003％，Nb0.003％～0.008％，Ni0.003％～0.008％，以上各原料的质量百分比之和为100％；步骤2、熔炼：先将步骤1中称取的Fe加入IT中频炉内加热，待熔化后再依次加入步骤1中称取的Cr，W，Ti，Ta，Mn，Mo，Al，C，Pb，Cu，Si，Nb，Ni进行熔炼，之后对熔化后合金进行球化及孕育处理；步骤3、浇注：温度为1300℃～1500℃；步骤4、造型：模样收缩率为1.6％～3.5％；步骤5、热处理：温度为550℃～700℃，保温时间3h～6h，随IT中频炉冷缓至100℃以下空冷至常温，完成阀门材料成品的制备。本专利技术的特点还在于：步骤2中的Fe为含低S、低P的生铁。步骤2中的熔炼温度为1480℃～1520℃。步骤2中球化及孕育处理温度为1350℃～1580℃。步骤2中，除Fe外，其余各原料先经除锈处理后再加入IT中频炉内。本专利技术的有益效果是：本专利技术一种用于裂变堆的阀门材料，在原料上添加了多种合金元素，用于代替Ni等受中子辐照后会产生长寿命放射性核素的金属元素，能够降低核电站的废物处理成本及材料活化可能引起的潜在放射性危害，另外，本专利技术的阀门材料具有机械性能好、耐高温、抗辐射等多种特点，适合聚变堆的应用；本专利技术的用于裂变堆的阀门材料的制备方法，其制备工艺简单、成分稳定、成本低，可广泛应用。具体实施方式下面结合具体实施方式对本专利技术进行详细说明。本专利技术一种用于裂变堆的阀门材料，按照质量百分比由以下原料组成：基体为Fe元素，Cr7.0％～10.0％，W1.23％～2.56％，Ti0.28％～0.63％，Ta0.52％～0.68％，Mn0.18％～0.35％，Mo2.5％～4.5％，Al0.03％～0.15％，C0.05％～0.15％，Pb0.005％～0.020％，Cu0.005％～0.015％，Si0.001％～0.003％，Nb0.003％～0.008％，Ni0.003％～0.008％，以上各原料的质量百分比之和为100％。本专利技术的用于裂变堆的阀门材料，在原料上添加了多种合金元素，用于代替Ni等受中子辐照后会产生长寿命放射性核素的金属元素，能够降低核电站的废物处理成本及材料活化可能引起的潜在放射性危害，另外，本专利技术的阀门材料具有机械性能好、耐高温、抗辐射等多种特点，适合聚变堆的应用。本专利技术一种用于裂变堆的阀门材料的制备方法，具体按照以下步骤实施：步骤1、按照质量百分比分别称取如下原料：基体为Fe元素，Cr7.0％～10.0％，W1.23％～2.56％，Ti0.28％～0.63％，Ta0.52％～0.68％，Mn0.18％～0.35％，Mo2.5％～4.5％，Al0.03％～0.15％，C0.05％～0.15％，Pb0.005％～0.020％，Cu0.005％～0.015％，Si0.001％～0.003％，Nb0.003％～0.008％，Ni0.003％～0.008％，以上各原料的质量百分比之和为100％；步骤2、熔炼：先将步骤1中称取的Fe加入IT中频炉内加热，待熔化后再依次加入步骤1中称取的Cr，W，Ti，Ta，Mn，Mo，Al，C，Pb，Cu，Si，Nb，Ni在1480℃～1520℃下进行熔炼，之后对熔化后合金进行温度为1350℃～1580℃下的球化及孕育处理；其中，Fe为含低S、低P的生铁；除Fe外，其余各原料先经除锈处理后再加入IT中频炉内。步骤3、浇注：温度为1300℃～1500℃；步骤4、造型：模样收缩率为1.6％～3.5％；步骤5、热处理：温度为550℃～700℃，保温时间3h～6h，随IT中频炉冷缓至100℃以下空冷至常温，完成阀门材料成品的制备。实施例1步骤1、按照质量百分比分别称取如下原料：Fe88.193％，Cr7.0％，W1.23％，Ti0.28％，Ta0.52％，Mn0.18％，Mo2.5％，Al0.03％，C0.05％，Pb0.005％，Cu0.005％，Si0.001％，Nb0.003％，Ni0.003％，以上各原料的质量百分比之和为100％；步骤2、熔炼：先将步骤1中称取的Fe加入IT中频炉内加热，待熔化后再依次加入步骤1中称取的Cr，W，Ti，Ta，Mn，Mo，Al，C，Pb，Cu，Si，Nb，Ni在1480℃下进行熔炼，之后对熔化后合金进行温度为1350℃下的球化及孕育处理；其中，Fe为含低S、低P的生铁；除Fe外，其余各原料先经除锈处理后再加入IT中频炉内。步骤3、浇注：温度为1300℃；步骤4、造型：模样收缩率为1.6％；步骤5、热处理：温度为550℃，保温时间3h，随IT中频炉冷缓至100℃以下空冷至常温，即得阀门材料成品。实施例2步骤1、按照质量百分比分别称取如下原料：Fe86.012％，Cr8.0％，W1.56％，Ti0.32％，Ta0.60％，Mn0.26％，Mo3.0％，Al0.12％，C0.10％，Pb0.010％，Cu0.008％，Si0.002％，Nb0.004％，Ni0.004％，以上各原料的质量百分比之和为100％；步骤2、熔炼：先将步骤1中称取的Fe加入IT中频本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于裂变堆的阀门材料，其特征在于，按照质量百分比由以下原料组成：基体为Fe元素，Cr 7.0％～10.0％，W 1.23％～2.56％，Ti 0.28％～0.63％，Ta 0.52％～0.68％，Mn 0.18％～0.35％，Mo 2.5％～4.5％，Al 0.03％～0.15％，C 0.05％～0.15％，Pb 0.005％～0.020％，Cu 0.005％～0.015％，Si 0.001％～0.003％，Nb 0.003％～0.008％，Ni 0.003％～0.008％，以上各原料的质量百分比之和为100％。

【技术特征摘要】
1.一种用于裂变堆的阀门材料，其特征在于，按照质量百分比由以下原料组成：基体为Fe元素，Cr7.0％～10.0％，W1.23％～2.56％，Ti0.28％～0.63％，Ta0.52％～0.68％，Mn0.18％～0.35％，Mo2.5％～4.5％，Al0.03％～0.15％，C0.05％～0.15％，Pb0.005％～0.020％，Cu0.005％～0.015％，Si0.001％～0.003％，Nb0.003％～0.008％，Ni0.003％～0.008％，以上各原料的质量百分比之和为100％。2.一种用于裂变堆的阀门材料的制备方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：步骤1、按照质量百分比分别称取如下原料：基体为Fe元素，Cr7.0％～10.0％，W1.23％～2.56％，Ti0.28％～0.63％，Ta0.52％～0.68％，Mn0.18％～0.35％，Mo2.5％～4.5％，Al0.03％～0.15％，C0.05％～0.15％，Pb0.005％～0.020％，Cu0.005％～0.015％，Si0.001％～0.003％，Nb0.003％～0.008％，Ni0....

【专利技术属性】
技术研发人员：彭甲岐，
申请(专利权)人：宝鸡长达电气科技有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西,61