用于核燃料包复层的含铌锆合金制造技术

用于核燃料包复层的有优良的耐腐蚀性的含铌锆合金。包括如下重量组成：铌０．８－１．２％、选自铁，钼，铜，和锰的一种或多种元素，含量各是０．１－０．３％；或铌１．３－１．８％、锡０．２－０．５％、一种选自铁，钼，铜，锰的元素，为０．１－０．３％；或铌１．３－１．８％、锡０．２－０．５％、铁０．１－０．３％、一种选自铬，钼，铜和锰的元素，为０．１－０．３％；或铌０．３－１．２％、锡０．４－１．２％、铁０．１－０．５％、一种选自钼，铜和锰的元素，为０．１－０．３％；其余成分为氧６００－１４００ｐｐｍ；硅８０－１２０ｐｐｍ；和其余量的锆。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及有优良的耐腐蚀性能的含铌锆(Zr)合金。特别是涉及用于核燃料包复层或包复层的含铌锆合金。由于其较小的中子吸收横截面、出色的耐腐蚀性和良好的机械强度，锆合金被广泛用作燃料棒的包复层和核反应堆堆芯的结构元件。众所周知，铌除了能用于改进耐腐蚀性和降低对氢的吸收，还能用于提高机械强度和蠕变特性。因此，最近开发的用于核燃料包复层的锆合金其特征在于含有铌。然而，由于锆合金中的铌含量过剩会影响耐腐蚀性和氢的吸收，而锆合金中的铌含量过剩又取决于合金的加工条件，因此需要优化热处理条件。作为用于核燃料包复层的含铌锆合金的现有技术，US5,254,308公开了一种锆合金，其中降低了锡的含量，并且含有铌和铁以保持该合金的强度。该合金包含0.45-0.75重量％(一般0.6重量％)的锡，0.4-0.53重量％(一般0.45重量％)的铁，0.2-0.3重量％(一般0.25重量％)的铬，0.3-0.5重量％(一般0.45重量％)的铌，0.012-0.03重量％(一般0.02重量％)的镍，50-200ppm(一般100ppm)的硅和1000-2000ppm(一般1600ppm)的氧。并且铁/铬比是1.5，铌的含量根据铁的含量来决定，其中铌的含量会影响氢的吸收。通过控制铌、硅、碳和氧的量可获得具有良好耐腐蚀性和强度的合金。为了提高耐腐蚀性和氢吸收抗性，US5,334,345公开的合金包含1.0-2.0wt％的锡，0.07-0.70重量％的铁，0.05-0.15重量％的铬，0.16-0.40重量％的镍，0.015-0.03重量％(一般0.015-0.20重量％)的铌，0.002-0.05重量％(一般0.015-0.05重量％)的硅和900-1600ppm的氧。US5,336,690中主要是控制锡、氮和铌的量，其公开的合金中包含0-1.5重量％(一般0.6重量％)的锡，0-0.24重量％(一般0.12重量％)的铁，0-0.15重量％(一般0.10重量％)的铬，0-2300ppm的氮，50-200ppm(一般100ppm)的硅，0-1600ppm(一般1200ppm)的氧和0-0.5重量％(一般0.45重量％)的铌。公开于US5,211,774中的锆合金被研制用来提高在中子照射环境中的延展性、蠕变强度和耐腐蚀性，该合金包含0.8-1.2wt％的锡，0.2-0.5重量％(一般0.35重量％)的铁，0.1-0.4重量％(一般0.25重量％)的铬，0-0.6重量％的铌，50-200ppm(一般50ppm)的硅和90-1800ppm(一般1600ppm)的氧。其目的在于通过控制硅的量，减少氢的吸收，并降低随着合金加工条件的变化耐腐蚀性变化的程度。EP195,155公开的锆合金包含0.1-0.3wt％的锡，0.05-0.2重量％的铁，0.05-0.4重量％的铌，0.03-0.1重量％的铬、镍或铬和镍，和一层双联式燃料包复层。在该合金中，铁+铬+镍的量不能超过0.25％并且氧的含量在300-1200ppm。为了提高在剧烈燃烧中的耐腐蚀性，EP468,093或US5,080,861公开了一种锆合金，包含0-0.6wt％的铌，0-0.2重量％的锑，0-0.2重量％的碲，0.5-1.0重量％的锡，0.18-0.24重量％的铁，0.07-0.13重量％的铬，900-2000ppm的氧，0-70ppm的镍和0-200ppm的碳。在该合金中，沉淀物的大小限制在1200-1800埃，并且还可包括最多0.2重量％的铋(Bismuth)代替碲(Tellurium)或锑(Antimony)。EP345,531中提出一种与上述专利具有相似组成的锆合金。该合金包含0-0.6wt％的铌，0-0.1重量％的钼，1.2-1.7重量％的锡，0.07-0.24重量％的铁，0.05-0.13重量％的铬，0-0.08重量％的镍和900-1800ppm的氧。EP532,830中的锆合金提高了耐腐蚀性、在辐照下的稳定性、机械强度和蠕变抗性。该合金包含0-0.6wt％的铌，0.8-1.2重量％的锡，0.2-0.5重量％(一般0.35重量％)的铁，0.1-0.4重量％(一般0.25重量％)的铬，50-200ppm(一般100ppm)的硅；和900-1800ppm(一般1600ppm)的氧。FR2,624,136中的锆合金含有铌和钒，该合金包含0.1-0.35wt％的铁，0.1-0.4重量％的钒，0.05-0.3重量％的氧，0-0.25重量％的锡和0-0.25重量％的铌并且钒/铁比大于0.5。这一专利还公开了该合金的最佳制造方法。为了提高机械强度和结点的耐腐蚀性，JP62,180,027公开的锆合金含有1.7-2.5wt％的铌，0.5-2.2重量％的锡，0.04-1.0重量％的铁。在该合金中，铁和钼的含量限于0.2-1.0重量％。为了提高结点的耐腐蚀性，JP2,213,437除了锆-锡-铁-钒合金外还公开了一种含铌合金。该合金含有0.25-1.5重量％的锆合金，0.15-1.0重量％的铌和铁，和0.25-1.5重量％的锆合金，0.5-1.0重量％的铌，0.05-0.15重量％的锡和镍。JP62,207,835公开了一种基于锆-铌-锡的合金，该合金含有0.2到2.0重量％的锆，0.5到3.0重量％的铌，900到2500ppm的锡和氧。JP62,297,449公开了一种合金组合物，为了改善其耐腐蚀性，延展性和强度，其含有1到2.5重量％的铌，0.5到2.0重量％的锡，0.1到1.0重量％的钼，钼+铌的范围为1.5到2.5重量％，并且在α+β或β区采用了固溶处理。在JP62,180,027中提出了一种锆合金，除了含有铁外，其组成与上述专利的类似。合金含有1.7到2.5重量％的铌，0.5到2.0重量％的锡，0.04到1.0重量％的铁和0.2到1.0重量％的钼，其中铁和钼的总量为0.2到1.0重量％。USP4,863,685，4,986,975，5,024,809和5,026,516公开了一种锆合金，该合金含有0.5到2.0重量％的锡，和其它0.5到1.0重量％的溶质元素。所述合金含有0.09到0.16重量％的氧。尤其，在USP4,863,685公开的合金含除了锡之外的其它溶质元素，例如，钼，碲和它们的混合，或铌-碲，铌-钼。在USP4,986,975公开的合金组合物含有溶质元素，例如0.24到0.40重量％的铜、镍、铁等，在合金中所含的铜应大于0.05重量％。在USP5,024,809和5,026,516公开的合金，含有钼，铌，碲等作为溶质元素。溶质元素的量被限制在0.5到1.0重量％，与USP4,863,685的相同。添加0.5到2.5％重量的铋或铋+锡。USP4,938,920公开了一种合金，与锆合金-4相比，其耐腐蚀性更好，其中，锡的量降低到0到0.8重量％，钒为0到0.3重量％，铌为0到1重量％。在该合金中，加入0.2到0.8重量％的铁，0到0.4重量％的铬，铁、铬和钒的总量限制在0.25到1.0重量％。另外，氧的量为1000到1600ppm。合金含有0.8重量％的锡-0.22重量％的铁-0.11重量％的铬-0.14重量％的氧，0.4重量％铌-0.67重量％铁-0.33重本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种锆合金，其特征在于含有如下组分： ０．８到１．２重量％的铌； 选自铁，钼，铜和锰的一种或多种元素，其含量各是０．１到０．３重量％； ６００到１４００ｐｐｍ的氧； ８０到１２０ｐｐｍ的硅； 和其余量的锆。

【技术特征摘要】
KR 1999-11-22 99-51889书范围内，也可以另外实行本发明，而不象具体描述的那样。权利要求1.一种锆合金，其特征在于含有如下组分0.8到1.2重量％的铌；选自铁，钼，铜和锰的一种或多种元素，其含量各是0.1到0.3重量％；600到1400ppm的氧；80到120ppm的硅；和其余量的锆。2.如权利要求1所述的锆合金，其特征在于该合金...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑龙焕，白种爀，崔秉权，金敬镐，李明镐，朴相允，南喆，郑然浩，
申请(专利权)人：韩国原子力研究所，韩国电力公社，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]