核电站燃料包壳用含硫低Nb的锆锡铌合金

摘要

本发明涉及一种能用作压水堆核电站燃料包壳以及定位格架条带等结构材料含硫的锆锡铌合金，属于锆合金材料技术领域。该锆合金的化学组成以重量百分比计为：0.3%～1.5%Sn，0.1%～0.59%Nb，0.1%～0.6%Fe，0～0.3%Cr，0.0005%～0.06%S，余量为Zr。合金元素优选范围为：0.5%～1.2%Sn，0.2%～0.5%Nb，0.2%～0.5%Fe，0～0.2%Cr，0.001%～0.05%S。本发明的锆合金在400℃过热蒸汽中均表现出优良的耐腐蚀性能，明显优于ZIRLO合金，可在核电站压水堆中用作燃料元件包壳以及定位格架条带等堆芯结构材料。

主权项

核电站燃料包壳用含硫低Nb的锆锡铌合金，其特征在于该锆合金的化学组成以重量百分比计为：0.3%～1.5%Sn，0.1%～0.59%Nb，0.1%～0.6%Fe，0～0.3%Cr， 0.02%～0.06%S，余量为Zr；合金按照如下步骤制备得到：(1) 按上述配方配料，用真空非自耗电弧炉熔炼成约65 g重的合金锭，熔炼时充高纯氩气保护，并将合金翻转反复熔炼6次制成成分均匀的合金锭；(2) 将上述合金锭在700℃下进行多次热压，加工制成坯材，目的是破碎粗大的铸态晶粒组织；(3) 坯材经过去除氧化皮和酸洗后，在真空中经1030～1050 ℃的β相均匀化处理0.5～1 h后空冷；随后经700 ℃热轧，热轧后先去除氧化皮、酸洗去除油脂，再在真空中经1030～1050 ℃的β相保温0.5～1 h后空冷；(4) 坯材空冷后进行多次冷轧，和多次中间退火，每次冷轧压下量不大于40%，每两次冷轧之间在真空中进行580 ℃中间退火2 h；最后在真空中进行580 ℃/2h退火，每次中间退火或最终退火前都进行酸洗和去离子水清洗。