[发明专利]一种锆合金板坯的固溶处理方法

说明书

本发明公开了一种锆合金板坯的固溶处理方法，该方法包括：一、采用移动叉车将锆合金板坯放置于电加热炉内加热；二、采用移动叉车将经加热后的锆合金板坯取出后滑入淬火水槽中入水淬火；三、将经淬火后的锆合金板坯升出淬火水槽水面，完成了锆合金板坯的固溶处理。本发明通过控制经加热后的锆合金板坯取出至完全入水的时间，锆合金板坯固溶处理过程中淬火水槽中水的温度，以及取出后的锆合金板坯滑入淬火水槽中入水的角度，确保锆合金板坯中的合金元素均匀地、过饱和固溶在α‑Zr中，从而使锆合金板坯中的β晶粒通过贝氏体相变转变成α针状组织，提高了锆合金板坯的耐腐蚀性能，满足核电及核军工的需求。

技术领域

本发明属于金属材料加工技术领域，具体涉及一种锆合金板坯的固溶处理方法。

背景技术

核级锆材是核燃料元件必不可少的结构材料，是保障核反应堆运行的第一道安全屏障。核用锆合金板材对于材料腐蚀性能等有着严苛的要求，锆合金板材制备过程中，板坯的固溶处理对其腐蚀性能起着至关重要的作用。目前，国内核用锆合金板坯的固溶处理工艺还不能完全满足核电及核军工的需求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供了一种锆合金板坯的固溶处理方法。该方法通过控制经加热后的锆合金板坯取出至完全入水的时间，锆合金板坯固溶处理过程中淬火水槽中水的温度，以及取出后的锆合金板坯滑入淬火水槽中入水的角度，确保锆合金板坯中的合金元素均匀地、过饱和固溶在α-Zr中，从而使锆合金板坯中的β晶粒通过贝氏体相变转变成α针状组织，提高了锆合金板坯的耐腐蚀性能，满足核电及核军工的需求。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种锆合金板坯的固溶处理方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、采用移动叉车将锆合金板坯放置于电加热炉内，在温度为950℃～1100℃的条件下加热60min～150min；所述锆合金板坯的厚度为60mm～150mm，宽度为500mm～1500mm，长度为1000mm～2000mm；

步骤二、采用移动叉车将步骤一中经加热后的锆合金板坯取出，然后采用移动叉车的倾斜料叉将取出后的锆合金板坯滑入淬火水槽中入水淬火20min～40min；所述取出后的锆合金板坯滑入淬火水槽中入水的角度，即取出后的锆合金板坯与水平面的夹角不小于45°；所述经加热后的锆合金板坯取出至完全入水的时间不超过60s；所述淬火过程中淬火水槽中水的温度为25℃～35℃；

步骤三、将步骤二中经淬火后的锆合金板坯升出淬火水槽水面，完成了锆合金板坯的固溶处理。

本发明通过控制经加热后的锆合金板坯取出至完全入水的时间不超过60s，保证了淬火板坯的淬火温度，确保了锆合金板坯中的Sn、Nb、Fe、Cr等合金元素在β-Zr中溶解度，通过控制锆合金板坯固溶处理过程中淬火水槽中水的温度为25℃～35℃，以及取出后的锆合金板坯滑入淬火水槽中入水的角度，即取出后的锆合金板坯与水平面的夹角不小于45°，有利于板坯淬水时产生的水蒸气的排出，及时破除了板坯表面汽膜，保证了锆合金板坯的淬透性，使Sn、Nb、Fe、Cr等合金元素均匀地、过饱和固溶在α-Zr中，从而使锆合金板坯经固溶后其组织中的β晶粒通过贝氏体相变转变成α针状组织，提高了锆合金板坯的耐腐蚀性能。

上述的一种锆合金板坯的固溶处理方法，其特征在于，步骤二中所述经加热后的锆合金板坯取出至完全入水的时间不超过40s。

上述的一种锆合金板坯的固溶处理方法，其特征在于，步骤二中所述淬火过程中淬火水槽中水的温度为25℃～30℃。

通过控制经加热后的锆合金板坯取出至完全入水的时间不超过40s，同时控制淬水过程中淬火水槽中水的温度为25℃～30℃，进一步保证了锆合金板坯淬火时其组织中的β晶粒通过贝氏体相变转变成α针状组织。

本发明与现有技术相比具有以下优点：