一种锆合金的处理方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：制备锆合金锭，该锆合金锭的组成为：0.40％≤Nb≤1.05％；痕量≤Sn≤2％；(0.5Nb–0.25)％≤Fe≤0.50％；痕量≤Ni≤0.10％；痕量≤(Cr+V)％≤0.50％；痕量≤S≤35ppm；600ppm≤O≤2000ppm，优选1200ppm≤O≤1600ppm；痕量≤Si≤120ppm；痕量≤C≤150ppm；其余为Zr和不可避免的杂质；使所述锭经历至少一个再加热和热成形步骤，以及可能的在热成形步骤之后的再加热和淬火步骤；任选地，使热成形的锭经历退火；使热成形的和可能的经退火的锭经历至少一个循环的冷轧-退火步骤；至少一个冷轧-退火步骤的退火在600℃以上到700℃或(710–20×Nb％)℃中的最低温度以下之间的温度下进行，并且其它冷轧-退火步骤的退火，如果有的话，在不高于600℃的温度下进行。由此得到的Zr合金以及由该合金制成的轻水反应堆的燃料组件的部件。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及在轻水核反应堆中使用的锆（Zr)合金和它们的热机械处理领域，该 锆合金用于制造所述反应堆的燃料组件的燃料包覆管和结构元件，如导套管、用于外壳的 片材和间隔栅板。因此，本专利技术还可涉及长的产品和扁平的产品。
技术介绍
为此，本领域中已知使用Zr合金，这些Zr合金根据它们所含有的主要合金化元素 数目被称为"三元"或"四元"。三元合金除Zr之外一方面含有显著量的Nb，另一方面含有 Fe和可能的Cr和/或V。除此之外，四元合金还含有显著量的Sn。除上述例举的元素之外， 可存在纯粹是杂质的其它元素或故意添加的其它元素，作为纯粹是杂质的其它元素在一些 情况下必须通过对制成合金的原料进行仔细选择来将这些元素保持在严格的限量内，作为 故意添加的其它元素，虽然可将它们限制为少量，但它们对合金的机械性能和/或化学性 质具有显著影响。在这些元素中，可例举Ni、0、C、Si、S。 这些合金可以如下状态使用：应力消除状态，即，具有小于约10%的再结晶晶粒； 再结晶状态，也称为完全或全部再结晶状态，即具有大于约90%的再结晶晶粒；或部分再 结晶状态，即具有约10 %至约90%的再结晶晶粒。 已知的三元或四元合金具有一些缺点。 特别是，在低温下（例如低于600°C )难以实现它们的完全再结晶，从而当希望 实现这样的再结晶时，可能需要在较高的温度下进行热处理；但这些高的温度可能导致 β-Zr相的形成，这不利于合金抵抗由压水反应堆（PWR)介质或沸水反应堆（BWR)介质：液 态水或蒸汽状态的水、氢氧化锂水溶液（lithiated water)......所导致的不同类型的腐蚀。 对于一些应用也应避免β -Nb的形成：例如在BWR反应堆中该相可能不利于抵抗 阴影腐蚀（shadow corrosion)。然而，为了改进合金的一些机械性能，高温处理是有用的， 这是由于增加了固溶体中存在的且不与析出物结合的Nb的量。 在热作业或冷作业顺序之间进行中间退火的过程中，在合理的时间内使被处理的 材料达到完全再结晶是有用的，旨在恢复材料的成形性并允许进一步的变形。使用已知的 组合物和相应的方法，在580°C下完全再结晶会花费几十个小时，这不适合于工业生产过 程。 为了提高耐腐蚀性，特别是在PWR反应堆中的耐腐蚀性，增加一些种类析出物的 尺寸也将是有用的。这些析出物是六方拉夫斯（Laves)相C14Zr(Fe，Nb，Cr) 2、具有类似组 成的立方拉夫斯相C15,和四方津特尔（Zintl)相Zr2(Fe，Ni)。但通常由这样的高温处理 所导致的存在β-Zr这一缺点取消了这些改进。 而且，在高于600°C的温度下处理这些三元/四元合金的可能性将允许使用如短 时间连续退火的方法，与传统的批次退火相比，这将使热处理时间更短并且使"在温度下的 时间（time at temperature)"（即在给定的退火温度下合金实际花费的时间）更均质，并 因此改进工厂生产力和产品质量，同时留给拉夫斯相或津特尔相和β -Nb相更短的时间生 长（例如，对于BWR应用）。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种Zr合金的处理方法，该处理方法如果与精确的合金组 成相结合，允许克服这些缺点并因此充分集合了合金组成和高温热处理的优点。 为此，本专利技术在于一种用于打算在核反应堆中使用的锆合金的处理方法，其特征 在于，所述方法包括以下步骤： 制备错合金锭，所述错合金锭的组成以wt %或重量ppm计为： 0. 40%^ Nb ^ 1. 05% ； 痕量彡Sn彡2%; (0. 5Nb - 0. 25) Fe ^ 0. 50% ； 痕量彡 Ni 彡 0.10%; 痕量彡（Cr+V) % 彡 0· 50% ; 痕量彡 S 彡 35ppm ; 600ppm < 0 < 2000ppm，优选 1200ppm < 0 < 1600ppm ; 痕量彡 Si 彡 120ppm ; 痕量彡 C 彡 150ppm ; 其余为Zr和不可避免的杂质； 所述锭经历至少一个再加热和热成形步骤，以及可能的在热成形步骤之后的再加 热和淬火步骤； 任选地，使热成形的所述锭经历退火； 使热成形的和可能的经退火的所述锭经历至少一个循环的冷轧-退火步骤，最后 一次退火是为产品提供最终应力消除、部分再结晶或完全再结晶的状态的最终退火步骤； 至少一个所述冷轧-退火步骤的退火在600 °C以上到700 °C或（710 -20XNb%)°C中的最低温度以下之间的温度下进行，并且其它冷轧-退火步骤的退火，如果 有的话，在不高于600°C的温度下进行。 优选（0· 02+l/3Fe) % 彡（Cr+V) %。 优选 0· 50 % 彡 Nb 彡 1. 05 %，并且（0· 02+l/3Fe) % 彡（Cr+V) % 彡（0· 2+3/4Fe -l/4Nb) % 〇 所述处理可包括至少两个循环的冷轧-退火步骤。 优选对再加热步骤和退火步骤的温度和持续时间进行选择以使析出物的算术平 均尺寸为50nm~250nm。 本专利技术还在于一种锆合金，其特征在于，所述锆合金的组成为： 0. 40%^ Nb ^ 1. 05% ； 痕量彡Sn彡2%; (0. 5Nb - 0. 25) Fe ^ 0. 50% ； 痕量彡 Ni 彡 0.10%; 痕量彡（Cr+V) % 彡 0· 50% ; 痕量< S < 35ppm ; 600ppm < 0 < 2000ppm，优选 1200ppm < 0 < 1600ppm ; 痕量< Si < 120ppm ; 痕量< C < 150ppm ; 其余为Zr和不可避免的杂质； 其中，所述锆合金已经历包括至少一个热成形步骤和至少一个循环的冷轧-退火 步骤的处理，其中，至少一个所述冷轧-退火步骤的退火在600°C以上到700°C或（710 -20XNb%)°C中的最低温度以下之间的温度下进行，并且其它冷轧-退火步骤的退火，如果 有的话，在不高于600°C的温度下进行，并且，其中，所述锆合金的微结构没有β-Zr相。 本专利技术还在于一种用于轻水核反应堆的燃料组件的燃料包覆管，其特征在于，所 述燃料包覆管由上述锆合金制成。 本专利技术还在于一种用于压水核反应堆的燃料组件的导套管（guide thimble)，其 特征在于，所述导套管由上述锆合金制成。 本专利技术还在于一种用于沸水核反应堆的燃料组件的燃料通道，其特征在于，所述 燃料通道由上述锆合金制成。 本专利技术还在于一种用于轻水核反应堆的燃料组件的栅板（grid)，其特征在于，所 述栅板由上述错合金制成。 本专利技术还在于一种用于沸水核反应堆的燃料组件的水通道，其特征在于，所述水 通道由上述锆合金制成。 读者将明白，本专利技术基本在于三元或四元Zr合金组成范围和该合金的处理方法 的组合，其中，该三元或四元Zr合金组成范围，除Zr之外，对于三元合金还含有显著量的 Nb、Fe (以及，可能的话，此外还含有Cr和/或V)，并且对于四元合金还含有Sn，其中，所述 处理方法如果与所述组成结合，产生在核介质中具有良好的机械性能和耐腐蚀性的合金， 虽然它已经历了在相对高温下即超过600°C下的热处理。本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于打算在核反应堆中使用的锆合金的处理方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：制备锆合金锭，所述锆合金锭的组成以wt％或重量ppm计为：0.40％≤Nb≤1.05％；痕量≤Sn≤2％；(0.5Nb–0.25)％≤Fe≤0.50％；痕量≤Ni≤0.10％；痕量≤(Cr+V)％≤0.50％；痕量≤S≤35ppm；600ppm≤O≤2000ppm，优选1200ppm≤O≤1600ppm；痕量≤Si≤120ppm；痕量≤C≤150ppm；其余为Zr和不可避免的杂质；使所述锭经历至少一个再加热和热成形步骤，以及可能的在热成形步骤之后的再加热和淬火步骤；任选地，使热成形的锭经历退火；使热成形的和可能的经退火的锭经历至少一个循环的冷轧‑退火步骤，最后一次退火是为产品提供最终应力消除、部分再结晶或完全再结晶的状态的最终退火步骤；至少一个所述冷轧‑退火步骤的退火在600℃以上到700℃或(710–20×Nb％)℃中的最低温度以下之间的温度下进行，并且其它冷轧‑退火步骤的退火，如果有的话，在不高于600℃的温度下进行。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
【专利技术属性】
技术研发人员：皮埃尔·巴伯里，帕斯卡·盖琳，帕斯卡琳·弗里蒙特，
申请(专利权)人：阿海珐核能公司，
类型：发明
国别省市：法国;FR
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