一种锆合金板材的变取向轧制方法技术

本发明专利技术公开了一种锆合金板材的变取向预变形辅助轧制方法，包括步骤：变取向预变形，沿板坯横向或轧向通过侧面预变形工艺对锆合金热轧板坯的侧面进行轧制前预处理。板坯采用变取向预变形，使材料的基面织构减弱，可在随后的轧制加工中大大降低变形抗力并显著提高单道次轧制变形量，提高板坯的轧制成形性能，减小轧制道次和中间退火次数，显著降低了锆合金薄板及带材的加工成本。同时，采用此工艺制备出的锆合金板材具有均匀、细小的晶粒组织和优异的力学性能。本发明专利技术还公开一种锆合金板材的轧制方法，包括步骤：变取向预变形，将锆合金热轧板坯从两侧进行预变形处理；轧制成形，将所述侧面预变形处理后的板坯轧制成锆合金板材。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及材料轧制加工成形
，特别涉及一种能够提高锆合金板材轧制成形性能的锆合金板材的轧制方法及其辅助轧制方法。
技术介绍
中国是能源需求大国，但目前我国的核电大约只占总发电量的1%，因此，相关核电材料及生产加工工艺的研究具有非常迫切的需要。锆合金具有热中子吸收截面小 (0. ISXlO-2V)，导热率高、热机械性能好等特点，又具有较好的加工性能以及同UO2相容性好，尤其对高温水、高温水蒸气也具有良好的抗蚀性能和足够的热强性。因此，锆合金以其优异的核性能，成为核燃料包壳材料的首选，并获得了令人满意的使用效果，广泛应用于核能、航天航空、冶金、化工等行业。然而，锆合金在862°C以下为密排六方晶体结构的金属，其参数c/a为1. 593，与理想值1. 633相比，在c方向上稍有收缩。由于其晶体的对称性低，独立的滑移系少，塑性变形能力不好，使得锆合金的冷、热变形加工较为困难。传统的轧制加工方法易产生边裂，道次压下量小，轧制道次增多，并辅以多次中间退火，导致工艺复杂、成材率低、成本高，极大地制约了锆合金板材和带材的生产和应用。对于锆合金的加工工艺，各国在实验研究和实际生产过程中投入了大量的人力物力，因此，研制开发出一种提高锆合金塑性加工性能的新方法已经成为工程应用的当务之急。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种锆合金板材的轧制方法及其辅助轧制方法，以实现锆合金板材的大变形量加工，且所加工出的板材具有均勻、细小的晶粒组织和优异的力学性能。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案一种锆合金板材的变取向辅助轧制方法，包括步骤变取向预变形，沿板坯横向或轧向通过侧面预变形工艺对锆合金热轧板坯的侧面进行轧制前预处理。优选的，在上述锆合金板材的辅助轧制方法中，所述变取向预变形为沿板坯的横向或轧向的侧面锻压、侧面挤压或侧面轧制。优选的，在上述锆合金板材的辅助轧制方法中，所述变取向预变形的变形量在 5-30%范围内。优选的，在上述锆合金板材的辅助轧制方法中，所述变取向预变形的温度在20°C 至700°C范围内。一种锆合金板材的轧制方法，包括步骤变取向预变形，通过侧面预变形工艺对锆合金热轧板坯的侧面进行轧制前预处理；轧制成形，将所述侧面预变形处理后的板坯轧制成锆合金板材。优选的，在上述锆合金板材的轧制方法中，所述轧制成形的温度在20°C至700°C 范围内。优选的，在上述锆合金板材的轧制方法中，所述变取向预变形为侧面锻压、侧面挤压或侧面轧制。优选的，在上述锆合金板材的轧制方法中，所述变取向预变形的变形量在5-30% 范围内。优选的，在上述锆合金板材的轧制方法中，所述变取向预变形的温度在20°C至 700°C范围内。从上述的技术方案可以看出，本专利技术通过采用热轧板坯的侧面预变形处理过程， 使得材料的基面织构减弱，大大降低了板材的变形抗力，显著提高了板坯的轧制成形性能， 随后采用大变形量的轧制加工，显著提高了单道次的变形量，减小了轧制道次和中间退火次数，显著降低了锆合金薄板材的加工成本。从而有利于板材实际生产条件下的加工，实现对锆合金板材质量和成本的合理控制。单道次大变形量加工也有助于成品薄板材形成均勻、细小的晶粒组织和优异的力学性能。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的锆合金板材的轧制方法的流程图；图2为本专利技术实施例提供的变取向预变形处理过程示意图；图3为本专利技术实施例提供的轧制成形的轧制过程示意图。具体实施例方式本专利技术公开了一种锆合金板材的轧制方法及其辅助轧制方法，以实现锆合金板材的大变形量加工，且所加工出的板材具有均勻、细小的晶粒组织和优异的力学性能。下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。请参阅图2，图2为本专利技术实施例提供的变取向预变形的处理过程示意图。本专利技术提供的锆合金板材的辅助轧制方法是用于在锆合金板材轧制之前的一种辅助轧制处理，以使得加工出的锆合金板材组织结构合理、无边裂、质量优良。其包括步骤侧面预变形，采用侧轧、侧压或侧面挤压等各种变形方法沿热轧板坯的横向或轧向进行预变形处理，其中，侧面预变形的变形量优选的控制在5-30 %范围内，侧面预变形的温度在20°C至700°C范围内。本专利技术提供的锆合金板材的轧制新方法，通过从侧面的预变形处理，使得在随后的轧制加中实现锆合金板材的大变形量加工，减小轧制道次和中间退火次数，显著降低了锆合金薄板材的加工成本，且最终获得的板材具有均勻细小的组织和优异的力学性能。请参阅图1和图3，图1为本专利技术实施例提供的锆合金板材的轧制方法的流程图， 图3形为本专利技术实施例提供的平轧成形的轧制过程示意图。本专利技术提供的锆合金板材的轧制方法，在上述的步骤SlO变取向预变形完成后， 还包括步骤Sll 轧制成形，将所述板坯半成品3加热至室温(20°C )至70(TC，进行平辊4 的大压下量轧制成锆合金薄板材。板坯半成品3在平辊4轧制前可以预先放入加热炉中保温一段时间使其温度达到20°C至700°C后，再进行平辊轧制处理。其中，优选的可以先将所述板坯半成品3在600°C加热炉中保温2小时后，再进行平辊轧制成锆合金板材。下面通过具体实施例对本专利技术做进一步的详细描述。实施例一热轧板坯的初始尺寸为300 X 150 X 30mm，其中厚度为30mm，在室温(20°C )条件下立辊侧轧5%后，此时板材厚度约为31. 5mm，在加热炉中保温至600°C后进行平辊轧制，可实现单道次30%以上压下量且无边裂纹，轧制后板材的厚度约为22mm。同样板材如果无侧压轧制变形，单道次无裂纹只能达到20 %左右的压下量。实施例二热轧板坯的初始尺寸为300 X 150 X 30mm，其中厚度为30mm的板坯在室温条件下立辊侧轧10%后，此时板材厚度约为33mm，在加热炉中保温至600°C后进行平辊轧制，可实现单道次40%以上压下量边部基本无裂纹，轧制后板材的厚度约为20mm。实施例三热轧板坯的初始尺寸为300 X 150 X 30mm，其中厚度为30mm的板坯在100°C条件下侧轧20%后，在室温进行平辊轧制，可实现单道次50%以上压下量，且边部基本无裂纹，轧制后板材的厚度约为18mm，而无预变形试样，单道次无裂纹只能达到20%。本专利技术通过对热轧板坯的采用变取向预变形处理，使得材料的基面织构减弱，可在随后的轧制加工中实现单道次大变形量加工，显著提高了板坯的轧制成形性能，降低了轧制抗力，减小了轧制道次和中间退火次数，显著降低了锆合金薄板材的加工成本。从而有利于板材实际生产条件下的加工，实现对锆合金薄板材质量和成本的合理控制。同时，采用此工艺加工的板材具有均勻、细小的晶粒组织和优异的力学性能。本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种锆合金板材的变取向辅助轧制方法，其特征在于，包括步骤：变取向预变形，沿板坯横向或轧向通过侧面预变形工艺对锆合金热轧板坯的侧面进行轧制前预处理。

【技术特征摘要】
1.一种锆合金板材的变取向辅助轧制方法，其特征在于，包括步骤变取向预变形，沿板坯横向或轧向通过侧面预变形工艺对锆合金热轧板坯的侧面进行轧制前预处理。2.如权利要求1所述的锆合金板材的辅助轧制方法，其特征在于，所述变取向预变形为沿板坯的横向或轧向的侧面锻压、侧面挤压或侧面轧制。3.如权利要求1所述的锆合金板材的辅助轧制方法，其特征在于，所述变取向预变形的变形量在5-30%范围内。4.如权利要求1-3任一项所述的锆合金板材的辅助轧制方法，其特征在于，所述变取向预变形的温度在20°C至700°C范围内。5.一种锆合金板材的轧制方法，其特征在于，包括步骤变取向预变形...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘庆，栾佰峰，高莎莎，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：85