一种多层级异质结构双相合金及其热轧方法技术

本发明专利技术公开的一种多层级异质结构双相合金及其热轧方法，在氩气气氛下将锆铌合金在700℃～β转变温度之间保温10～60min，然后将上述合金进行单道次压下量为10～30％的轧制变形，每1～3道次后将合金在上述温度和气氛下重新保温1～10min，直至总轧制压下率达60～100％。轧制后的锆铌合金再在上述温度和气氛下退火1～30min，并以不同速率冷却至室温。最后，上述退火处理的锆铌合金在300～500℃和氩气气氛下去应力退火0.5～2h，并空冷至室温；通过上述方法制备的多层级异质结构双相锆铌合金，具有高的强塑性，其屈服强度≥658MPa，抗拉强度≥880MPa，断裂延伸率≥17.6％。

【技术实现步骤摘要】
一种多层级异质结构双相合金及其热轧方法
本专利技术属于金属材料领域，特别是一种多层级异质结构双相合金及其热轧方法。
技术介绍
锆合金因具有低的热中子吸收截面、良好的耐高温水腐蚀性能、优异的综合力学性能和较高的导热性能等优点，被广泛应用于核反应堆燃料组件的包壳管，是发展核电及核动力舰船不可替代的关键结构材料。然而，随着核电站和核动力舰船中核燃料换料周期的逐渐延长、反应堆运行功率的逐渐提高，现有锆合金包壳材料的各项服役性能，特别是力学性能(<500MPa)已无法满足实际需要，因此，研发力学性能更为优异的锆合金材料已经成为核工业领域亟需解决的难题之一。中国专利技术专利CN102965605A介绍了一种利用液氮低温轧制制备高强塑性纳米结构锆合金材料的方法，其优点是抗拉强度高(>836MPa)，均匀延伸率好(>6％)。但其缺点是工艺流程长：需要将液氮低温轧制的锆合金板材置于氮化硼粉末中压成柱状片，放入马弗炉中干燥；然后将氧化错粉末和稀释的水玻璃混合压成柱状氮化锆片，放入马弗炉中干燥；最后将白云石片、上述锆板氮化硼片以及氧化锆片叠本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多层级异质结构双相合金的热轧方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤1、在氩气气氛下，将合金在700℃～β转变温度之间的α+β两相区保温10～60min，在合金中形成等轴状α相和等轴状β相；/n步骤2、对步骤1得到的合金进行单道次压下量为10～30％的轧制变形，每经过1～3道次轧制后，将合金在700℃～β转变温度下和氩气气氛下重新保温1～10min，直至合金总轧制压下率达60～100％；/n步骤3、将步骤2得到的合金在700℃～β转变温度下和氩气气氛下退火1～30min后冷却至室温；/n步骤4、将步骤3得到的合金在300～500℃之间和氩气气氛下去应力退火0.5～2h，然后空冷至室温，...

【技术特征摘要】
1.一种多层级异质结构双相合金的热轧方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、在氩气气氛下，将合金在700℃～β转变温度之间的α+β两相区保温10～60min，在合金中形成等轴状α相和等轴状β相；
步骤2、对步骤1得到的合金进行单道次压下量为10～30％的轧制变形，每经过1～3道次轧制后，将合金在700℃～β转变温度下和氩气气氛下重新保温1～10min，直至合金总轧制压下率达60～100％；
步骤3、将步骤2得到的合金在700℃～β转变温度下和氩气气氛下退火1～30min后冷却至室温；
步骤4、将步骤3得到的合金在300～500℃之间和氩气气氛下去应力退火0.5～2h，然后空冷至室温，得到多层级异质结构双相合金。


2.根据权利要求1所述的一种多层级异质结构双相合金的热轧方法，其特征在于，步骤2中，合金轧制变形后至回炉保温，其时间间隔小于2min。


3.根据权利要求1所述的一种多层级异质结构双相合金的热轧方法，其特征在于，步骤3中退火后的冷却速率为>25℃/s或<25℃/s。


4.根据权利要求3所述的一种多层级异质结构双相合金的热轧方法，其特征在于，当冷却速率为>25℃/s时制备的多层级异质结构双相合金如下：
所述合金包含α和α’双相组织，所述双相组织中α相是微米级的等轴晶结构，α’相是亚微米级的棱镜形和板条形的片层结构，所述棱镜形片层结构中含有纳米级孪晶片层，孪晶片层相互平行。

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【专利技术属性】
技术研发人员：张金钰，刘帅洋，张东东，刘刚，孙军，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61