[发明专利]一种核压水反应堆用锆合金材料及其制备方法

权利要求书

1. 一种核压水反应堆用锆合金材料，其特征在于：以所述锆合金材料的总重量为基准，所述锆合金材料由如下组分组成：Nb 0.2%～0.5%、Sn 0.3%～0.5%、Cu 0.1%～0.4%、O 0.06%～0.14%、C≤100ppm、N≤80ppm以及Zr余量。

2. 根据权利要求1所述的核压水反应堆用锆合金材料，其特征在于：所述锆基合金中，Nb与Sn的含量之和在0.8%～1.0%之间。

3. 根据权利要求2所述的核压水反应堆用锆合金材料，其特征在于：所述锆基合金的组成为：Nb 0.4%、Sn 0.4%、Cu 0.1%、O 0.06%～0.14%、C≤100ppm、N≤80ppm以及Zr余量。

4. 根据权利要求2所述的核压水反应堆用锆合金材料，其特征在于：所述锆基合金的组成为：Nb 0.4%、Sn 0.4%、Cu 0.3%、O 0.06%～0.14%、C≤100ppm、N≤80ppm以及Zr余量。

5. 权利要求1至4中任一项权利要求所述的核压水反应堆用锆合金材料的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

（1）合金锭的熔炼：将核级海绵锆与配方量的Zr-Nb、Zr-Sn中间合金及Cu单质用真空非自耗电弧炉熔化在扣式成形模具中，反复熔炼4～6次，确保熔炼均匀得合金锭；

（2）热压：将步骤（1）所得合金锭置于650℃～700℃预热30分钟，用230～280KN油压机热压，经三种大小不同的模具热压制成坯材，热压后用砂轮机打磨除去加热过程产生的氧化皮及热压过程中形成的裂纹，直至露出金属光泽，再用混合酸进行酸洗以去除氧化膜，酸洗后的样品经过水冲洗数遍，吹干，其中，按体积比，所用的混合酸的组成为：HF 8%～12%、HNO₃ 25%～35%、H₂SO₄ 25%～35%以及H₂O 25%～35%；

（3）β-均匀化处理：将经过步骤（2）处理的坯材在β相区980℃～1050℃进行加热，保温25~35分钟，使第二相充分溶解，合金成分均匀化；

（4）温轧：在550℃～600℃下温轧，轧至4～6mm厚，温轧后酸洗去除氧化皮；

（5）退火：将步骤（4）温轧后的合金在540℃～590℃进行2h退火；

（6）冷轧及中间退火：将步骤（5）处理后的合金从4～6 mm厚分三次冷轧到0.5～0.7 mm厚，每两次冷轧中间均经540℃～590℃退火2~4h；

（7）最终热处理：在真空炉中在540～590℃下退火2～4h，即得所述锆合金材料。