【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于合金，具体涉及一种形变诱导马氏体相变增强的zr基合金。
技术介绍
1、水冷核反应堆的堆芯结构材料(燃料包壳、压力管、支架和孔道管)工作环境较为恶劣：首先是相对较高的工作温度，在有冷却剂的条件下运行温度依然可以达到360℃；其次是高的工作应力，特别是压力管将承受大的应力；再次是氧化和腐蚀等化学作用。因此，堆芯结构材料需要具备以下综合性能：(1)较高的热稳定性，即高温下的抗腐蚀能力；(2)高的热强度；(3)低的热原子中子吸收截面，对核燃料有良好的相容性；(4)良好的工艺性能。锆基合金在高温高压的水蒸汽中有良好的耐蚀性能、适中的力学性能、低的原子热中子吸收截面(锆为0.18靶恩)，对核燃料有良好的相容性，是水冷核反应堆的堆芯常用结构材料。但是，随着核能技术的快速发展，核反应堆对堆芯结构材料提出了更高的安全性和经济性要求，包括长寿命、高燃耗、零破损等指标要求。为适应核能技术对高性能堆芯结构材料的需求，科研工作者开展了大量的研究工作，研究表明传统工业锆以及锆合金r60702和r6075在室温下的拉伸屈服强度不超过500mpa，拉伸塑性应变在50.00％左右。因此，目前市面上的锆合金塑性低，强度差，无法承受核反应堆里的高应力。
技术实现思路
1、针对上述现有技术的缺点，本专利技术提供一种形变诱导马氏体相变增强的zr基合金。
2、为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为：
3、一种形变诱导马氏体相变增强的zr基合金，包括如下质量百分含量的成分：zr为54.
4、所述zr基合金的制备方法包括如下步骤：
5、(1)将各元素按照质量百分含量配置原料；
6、(2)用机械泵将腔室里的真空抽至30pa以下，关闭机械泵，打开隔断阀，等待真空进一步抽至10pa以下；打开分子泵，将真空抽至2.0×10-3～3.0×10-3pa之间，然后关闭隔断阀，关闭分子泵，充入氩气至-0.05mpa，最后重复步骤(2)的操作3次；
7、(3)打开电弧熔炼开关，首先用180a的电流熔炼15s，然后用220a的电流熔炼原料，并用翻面杆将合金锭翻面，反复操作5～6次；再用80a的电流将合金锭切出一小块用于吸铸；最后用120a的电流吸铸出φ2mm×50mm的圆棒。
8、作为本专利技术的优选实施方式，室温下，所述zr基合金的屈服强度≥629mpa，极限压缩强度≥5516mpa，极限压缩应变≥75.00％。
9、本专利技术还要求保护所述形变诱导马氏体相变增强的zr基合金在核反应堆的堆芯材料中的应用。
10、本专利技术还要求保护所述形变诱导马氏体相变增强的zr基合金在潜水艇表皮材料中的应用。
11、与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：本专利技术通过合金成分和制备方法的优化有效地减少b2相分解成zr2co等其他脆性相，使b2相最大程度保留下来，同时nb和ta可以调控合金中b2和zr2co相的体积分数。本专利技术的目的在于：zr-co合金中加入少量的nb、ta元素可以提高b2相的稳定性，同时调控b2相与zr2co脆性相的体积分数占比，从而最大限度地提升合金的综合力学性能。该合金用在核反应堆的堆芯材料结构中可以承受很大的应力，同时也可以作为潜水艇表皮的结构材料，抵抗深海下海水对潜水艇的挤压变形。
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1.一种形变诱导马氏体相变增强的Zr基合金，其特征在于，包括如下质量百分含量的成分：Zr为54.00％～59.00％，Co为35.00％～38.00％，Nb为1.00％～4.00％，Ta为2.00％～7.00％，其余为不可避免的微量杂质；
2.根据权利要求1所述一种形变诱导马氏体相变增强的Zr基合金，其特征在于，室温下，所述Zr-Co-Nb-Ta合金的屈服强度≥629MPa，极限压缩强度≥5516MPa，极限压缩应变≥75.00％。
3.权利要求1所述一种形变诱导马氏体相变增强的Zr基合金在核反应堆的堆芯材料中的应用。
4.权利要求1所述一种形变诱导马氏体相变增强的Zr基合金在潜水艇表皮材料中的应用。
【技术特征摘要】
1.一种形变诱导马氏体相变增强的zr基合金，其特征在于，包括如下质量百分含量的成分：zr为54.00％～59.00％，co为35.00％～38.00％，nb为1.00％～4.00％，ta为2.00％～7.00％，其余为不可避免的微量杂质；
2.根据权利要求1所述一种形变诱导马氏体相变增强的zr基合金，其特征在...
【专利技术属性】
技术研发人员：李才巨，陶红麟，徐尊严，高鹏，陆琼，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：
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