一种核反应堆用Y‑Tb‑RE合金棒材及其制备方法技术

技术编号：14781072 阅读：126 留言：0更新日期：2017-03-09 23:04

本发明专利技术涉及一种核反应堆用Y‑Tb‑RE合金棒材及其制备方法；属于核反应堆用金属材料的加工与制备技术领域。本发明专利技术所设计的合金中Y的含量49～90％，Tb的含量10～51％，其余为除Y和Tb以外的稀土元素RE。按本发明专利技术设计的组分配料后在真空气氛保护下进行熔炼和均匀化处理，并通过近等温和气氛保护条件下热挤压和拉拨处理，得到元素分布均匀、Tb的线密度可控的成品。所述成品的室温抗拉强度≥180MPa，断后伸长率不低于10％，尺寸可精确至0.05mm以下，密度偏差不超过0.1g/cm

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种核反应堆用Y-Tb-RE合金棒材及其制备方法；属于核反应堆用金属材料的加工与制备

技术介绍
核反应堆灰控制棒作为重要的核反应控制组件，起到反应性补偿和负荷跟踪的作用。现有的灰控制棒的中子吸收体材料采用Ag-In-Cd合金，在吸收中子后其中子吸收能力下降的非常快，使用5年后就难再具备“灰控制棒”所要求的反应性补偿和负荷跟踪的功能要求。申请号为201210127037.1的专利表明，采用Tb金属和含Tb的合金，可使得灰控制棒组件使用寿命超过20年。但该专利中不仅没有涉及稀土合金棒的加工与制备技术；也没有涉及灰控制棒组件耐腐蚀性能的研究。传统的稀土金属丝棒的生产方法中，所制备的稀土丝棒主要用于连铸喂丝中的添加原料，很少有涉及用于核工业的。由于传统的稀土金属丝棒的生产方法几乎不涉及核工业用稀土金属丝棒，导致其很少会考虑元素偏析以及特殊元素的线密度偏差等的问题。如申请号为03119658.6的专利技术中，通过设计La、Y、Ce的含量以及采用改质保护渣进行熔炼，得到塑韧性好且适用于钢铁连铸过程中的丝棒。申请号为91105686.6和98113525.0的专利技术均采用覆盖剂进行熔炼铸锭，然后通过热加工，得到稀土金属丝。上述专利中均没有涉及如何减少丝棒线密度偏差以及如何避免稀土元素偏析的记载。但是均匀的、稀土元素线密度控制良好的丝棒才能满足核反应堆等特殊环境的需求。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术的不足，提供一种核反应堆用Y-Tb-RE合金棒材及其制备方法。本专利技术.一种核反应堆用Y-Tb-RE合金棒材，以质量百分比计包括下述组分：Y4...

【技术保护点】
一种核反应堆用Y‑Tb‑RE合金棒材，其特征在于；以质量百分比计包括下述组分：Y 49～90％；Tb 10～51％；RE 0～31％；所述RE选自除Y、Tb之外任意稀土元素中的至少一种。

【技术特征摘要】
1.一种核反应堆用Y-Tb-RE合金棒材，其特征在于；以质量百分比计包括下述组分：Y49～90％；Tb10～51％；RE0～31％；所述RE选自除Y、Tb之外任意稀土元素中的至少一种。2.根据权利要求1所述的一种核反应堆用Y-Tb-RE合金棒材，其特征在于；以质量百分比计包括下述组分：Y63～89.5％；Tb10～30％；RE0.5-27％；所述RE选自除Y、Tb之外任意稀土元素中的至少一种。3.根据权利要求2所述的一种核反应堆用Y-Tb-RE合金棒材，其特征在于；所述RE选自Dy、La、Ce、Gd中的一种。4.根据权利要求1-3任意一项所述的一种核反应堆用Y-Tb-RE合金棒材，其特征在于：同一根合金棒材中，Tb的线密度偏差≤0.01g/cm。5.根据权利要求4任意一项所述的一种核反应堆用Y-Tb-RE合金棒材，其特征在于：所述合金棒材中杂质元素的质量百分含量≤0.2％。所述合金棒材的密度偏差小于等于0.1g/cm3；同一批合金棒材中，Tb的线密度偏差≤0.01g/cm。将所述合金棒材置于100℃、1.5MPa的压力下的去离子水中200h；其减重在7～10×10-4g/cm2之内。6.一种制备如权利要求1-5任意一项所述核反应堆用Y-Tb-RE合金棒材的方法，包括下述步骤：按设计的组分含量，分别配取Y源、Tb源、RE源作为原料；所述原料依次经熔铸、均匀化处理、近等温挤压、多道次拉拨，得到成品；所述熔铸、均匀化处理、近等温挤压及拉拨道次间退火均在保护气氛下进行；所述保护气体选自氮气...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢建秋，杨瑞芳，邱从章，卢俊强，李志，李继威，崔昌华，
申请(专利权)人：湖南稀土院有限责任公司，上海核工程研究设计院，
类型：发明
国别省市：湖南;43

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