[发明专利]一种铀基合金的晶粒细化方法

说明书

本发明公开了一种铀基合金的晶粒细化方法，所述晶粒细化方法包括以下步骤：A、固溶热处理：将铸态铀基合金在900～1150℃下保温0.5～30h，随后水淬至室温；B、连续冷轧处理：对步骤A获得的固溶态铀基合金进行连续冷轧，控制变形量为30～70％；C、短时间固溶再结晶处理：将步骤B获得的铀基合金板材快速加热至650～900℃并保温10～90min，随后立即水淬至室温，获得晶粒细小均匀的铀基合金。本发明的铀基合金的晶粒细化方法用冷变形加热处理的方法有效地细化铀基合金晶粒，该方法简单可行、操作快捷，可以显著细化铸态铀基合金晶粒，得到细小均匀的等轴晶组织。

技术领域

本发明属于金属材料变形热处理的技术领域，更具体地讲，涉及一种铀基合金的晶粒细化方法。

背景技术

铀基合金具有较好的力学性能和抗腐蚀性能，在核工程中具有广泛的应用。而晶粒细小的铀基合金不仅具有密度高以及核性能，同时还具有很宽泛的综合力学性能，优良的抗腐蚀性能、超塑性以及形状记忆效应等独特性质。

通常的铀基合金主要采用熔炼、铸造的方法制造，为了消除成分偏析，一般在铸造后采用γ相高温下进行长时间保温均匀化处理，这就不可避免地会形成粗大晶粒(100～300μm)。

众所周知，在常规金属材料中，晶粒尺寸对材料的力学性能和抗腐蚀性能均具有非常显著的影响。在上个世纪中期，曾开展过大量贫铀的晶粒细化实验研究。但是关于铀铌合金的晶粒细化研究很少。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种可以显著细化铸态铀基合金晶粒从而得到细小均匀的等轴晶组织的铀基合金的晶粒细化方法。

本发明提供了一种铀基合金的晶粒细化方法，所述晶粒细化方法包括以下步骤：

A、固溶热处理：将铸态铀基合金在900～1150℃下保温0.5～30h，随后水淬至室温；

B、连续冷轧处理：对步骤A获得的固溶态铀基合金进行连续冷轧，控制变形量为30～70％；

C、短时间固溶再结晶处理：将步骤B获得的铀基合金板材快速加热至650～900℃并保温10～90min，随后立即水淬至室温，获得晶粒细小均匀的铀基合金。

根据本发明铀基合金的晶粒细化方法的一个实施例，步骤A和步骤C均在真空条件下进行，控制真空度不低于5×10^-3Pa。

根据本发明铀基合金的晶粒细化方法的一个实施例，在步骤B中，所述连续冷轧为多道次连续冷轧，控制单次压下量为0.5～3％。

根据本发明铀基合金的晶粒细化方法的一个实施例，在步骤B中，每道次冷轧之间不进行热处理，并且在每道次冷轧结束后需待铀基合金板材温度降至室温之后再进行下一道次冷轧。

根据本发明铀基合金的晶粒细化方法的一个实施例，在步骤B中，在10～40℃的温度下进行连续冷轧。

根据本发明铀基合金的晶粒细化方法的一个实施例，以质量百分比计，所述铀基合金中铌的含量为1～10％，铁的含量为0.01～0.1％。

本发明用冷变形加热处理的方法有效地细化铀基合金晶粒，该方法简单可行、操作快捷，可以显著细化铸态铀基合金晶粒，得到细小均匀的等轴晶组织。

附图说明

图1示出了根据本发明示例性实施例的铀基合金的晶粒细化方法的工艺路线图。

图2示出了实施例1中对铸态铀基合金进行固溶热处理及相应的水淬处理后的微观组织(a)和晶粒尺寸分布(b)。

图3示出了实施例1中对固溶态铀基合金进行连续冷轧处理和短时间固溶再结晶处理及相应的水淬处理后的微观组织(a)和晶粒尺寸分布(b)。

具体实施方式