小型水冷核反应堆用锆合金包壳材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种小型水冷核反应堆用锆合金包壳材料及其制备方法，应用于小型水冷核反应堆用锆合金燃料包壳及定位格架条带等结构材料。该锆合金的化学组成以重量百分比计为：0.6～1.2％Sn，0.2～0.5％Fe，0.1～0.3％Cr，0.03～0.15％Nb，0.008～0.012％Si，0～0.08％Ge、0～0.08％Cu、0～0.05％，余量为Zr。本发明专利技术方法包括熔炼、热压、打磨和酸洗、β相区均匀化处理、热轧、β相空冷处理、四道次冷轧和中间退火和最终退火步骤。本发明专利技术新型锆合金在400℃/10.3MPa/除氧/过热蒸汽，400℃/10.3MPa/1000ppb溶解氧/过热蒸汽和500℃/10.3MPa/除氧/过热蒸汽中均表现出优良的耐腐蚀性能，其综合性能优于Zr‑1Nb和Zr‑4合金，且加工性好，能在小型水冷核反应堆中用作燃料元件包壳以及定位格架条带堆芯结构材料，具有非常优良的耐腐蚀性能。

【技术实现步骤摘要】
小型水冷核反应堆用锆合金包壳材料及其制备方法
本专利技术涉及一种用作小型水冷核反应堆用燃料包壳以及定位格架条带等结构材料锆合金，属于锆合金材料

技术介绍
上世纪80年代后，国际上掀起了开发小堆的热潮。根据国际原子能机构(IAEA)的定义，小型反应堆(SmallModularReactor:SMR)是指电功率小于300MW的反应堆。根据反应堆中子慢化剂的不同，可主要分为重水堆、轻水堆，液态金属堆与熔盐堆。其具有功率小、模块化、安全性高的特征，可用于电网供电、城市供暖、工业工艺供热、海水淡化、海洋资源开发等多方面，从世界各国发展小型堆的趋势来看，水冷核反应堆是小型堆的主要堆型。核燃料元件是小型堆中的核心部件，其性能好坏直接关系到小型堆的先进性、安全性和经济性。因此，研发适用小型堆进一步发展需求的核燃料元件至关重要。锆具有优异的核性能，它的热中子吸收截面小(0.18barn)、导热率高、力学性能好，具有良好的加工性能以及与UO2相容性好。锆合金在300～400℃高温高压水和蒸汽中具有很好的耐腐蚀性能，在堆内有相当好的抗中子辐照性能，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种小型水冷核反应堆用锆合金包壳材料，其特征在于，以重量百分比计，该锆合金的化学组成为：0.6～1.2％Sn，0.2～0.5％Fe，0.1～0.3％Cr，0.03～0.15％Nb，0.008～0.012％Si，0～0.08％Ge、0～0.08％Cu、0～0.05％Ni，余量为Zr。/n

【技术特征摘要】
1.一种小型水冷核反应堆用锆合金包壳材料，其特征在于，以重量百分比计，该锆合金的化学组成为：0.6～1.2％Sn，0.2～0.5％Fe，0.1～0.3％Cr，0.03～0.15％Nb，0.008～0.012％Si，0～0.08％Ge、0～0.08％Cu、0～0.05％Ni，余量为Zr。


2.根据权利要求1所述小型水冷核反应堆用锆合金包壳材料，其特征在于，以重量百分比计，该锆合金的化学组成为：该锆合金的化学组成为：1.0％Sn，0.35％Fe，0.15％Cr，0.05％Nb，0.01％Si，余量为Zr。


3.根据权利要求1所述小型水冷核反应堆用锆合金包壳材料，其特征在于，以重量百分比计，该锆合金的化学组成为：0.6～1.2％Sn，0.2～0.5％Fe，0.1～0.3％Cr，0.03～0.15％Nb，0.008～0.012％Si，同时还包括0.01～0.08％Ge、0.01～0.08％Cu、0.01～0.05％Ni中的任意一种或任意多种，余量为Zr。


4.根据权利要求3所述小型水冷核反应堆用锆合金包壳材料，其特征在于，以重量百分比计，该锆合金的化学组成为：0.8～1.0％Sn，0.25～0.35％Fe，0.15～0.25％Cr，0.05～0.10％Nb，0.008～0.012％Si，同时还包括0.02～0.06％Ge、0.02～0.06％Cu、0.01～0.05％Ni中的任意一种或任意多种，余量为Zr。


5.根据权利要求4所述小型水冷核反应堆用锆合金包壳材料，其特征在于，以重量百分比计，该锆合金的化学组成为：1.0％Sn，0.35％Fe，0.15％Cr，0.05％Nb，0.01％Si，0.03％Ge，余量为Zr。


6.根据权利要求4所述小型水冷核反应堆用锆合金包壳材料，其特征在于，以重量百分比计，该锆合金的化学组成为：1.0％Sn，0.35％Fe，0.15％Cr，0.08％Nb，0.01％Si，0.05％Cu，余量为Zr。


7.根据权利要求4所述小型水冷核反应堆用锆合金包壳材料，其特征在于，以重量百分比计，该锆合金的化学组成为：1.0％Sn，0.35％Fe，0.15％Cr，0.08％Nb...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚美意，周邦新，徐诗彤，胡丽娟，
申请(专利权)人：上海大学，
类型：发明
国别省市：上海;31