核电站蒸汽发生器防震条端板材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种核电站蒸汽发生器防震条端板材料及其制备方法，涉及压水堆核岛ＣＰＲ１０００蒸汽发生器防震条端板材料。按重量百分比计算，所含成分为：Ｃ：０．００３－０．０８％；Ｓｉ：０．１－０．４％；Ｍｎ：０．３－０．８％；Ｐ：≤０．０１５％；Ｓ≤０．０１％；Ｃｒ：１４－１７％；Ｎｉ：７２－７８％；Ｃｕ：０．０５－０．５％；Ｔｉ：０．０５－０．５％；Ａｌ：０．０５－０．５％；Ｆｅ：６－１０％；Ｘｔ：０．０１－１．０％；余量为不可避免的杂质。该防震条端板材料的制备方法：原料配制、真空精炼炉冶炼、电渣精炼、锻造、热轧、正火、多道次进行（拉拔→退火→拉拔），得到防震条端板材料成品。本发明专利技术所设计的核电站蒸汽发生器防震条端板材料成分设计合理，具有优良的耐腐蚀性、抗疲劳、抗蠕变性及可加工性能；对提高生产效率，有效延长核电站蒸汽发生器的使用寿命，降低生产成本具有十分重要的经济意义。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种新材料
的防震条端板材料，特别是一种核电站蒸汽发 生器防震条端板材料及其制备方法。具体涉及一种NC15Fe材料，主要用于压水堆核岛 CPR1000蒸汽发生器防震条端板材料，还可以用作防震条连接销和防震条固定环材料。
技术介绍
能源产业是国民经济的基础，是制约国民经济持续快速发展的重要环节，随着国 民经济的发展，人们对生活水平和环保的要求越来越高，因此，大力发展核电事业已成为当 今能源开发的主导方向。核电与火力发电及其它新能源相比其优势是显而易见的。蒸汽发 生器是压水堆核电站一回路和二回路的枢纽，是分割一回路和二回路的介质的屏障，是核 电站关键设备之一，也是核电站装置中发生故障最多的设备之一，蒸汽发生器的工作性能 及安全可靠性对于整个糸统的安全稳定运行是至关重要的。一台核电站需设置几台蒸汽发 生器，内含数以万计的传热管，高温度压水在管束中流动，供给水沿着管子以垂直的方向流 动，同时被加热，然后被汽化，蒸汽进入蒸汽轮机发电，与这些管子接触的流体会弓丨起震动， 因震动会导致管子损坏破裂，直致蒸汽发生器损坏，要更换一台蒸汽发生器需2亿美元左 右费用，需停堆几个月，造成极大的经济损失。为有效防止管子震动，设置防震条对核电站 安全可靠运行起着关键作用。蒸汽发生器防震条部件包括防震条、防震条端板、防震条连接销及防震条固定环， 防震条部件是在高温、高压、强腐蚀环境下使用，对制造防震条部件材料的耐高温强度、耐 腐蚀性、抗疲劳、抗蠕变性及可加工性提出了严格要求。目前我国用于制造防震条端板材料 仍依赖进口，因此研发制造具有优良的耐腐蚀性、抗疲劳、抗蠕变性及可加工性的防震条端 板材料，以替代进口，减少蒸汽发生器故障的发生，对有效提高核电站的经济性和安全可靠 性具有十分重要的意义。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有防震条端板材料技术中的不足，提供一种“核电站蒸汽 发生器防震条端板材料及其制备方法”。该防震条端板材料用于制造核电站蒸汽发生器防 震条端板，该材料价格低、组分设计合理、制造工艺简单，具有优良的耐腐蚀性、抗疲劳、抗 蠕变性及可加工性能。其抗拉强度可达750MPa，屈服强度可达350MPa，伸长率A为45%。为了实现上述目的，本专利技术是通过以下技术方案来实现的一种核电站蒸汽发生 器防震条端板材料，按重量百分比计算，所含成分如下C 0. 003-0. 08% ； Si 0. 1-0. 4% ； Mn 0. 3-0. 8% ；P ^ 0. 015% ； S ^ 0. 01% ； Cr 14-17% ；N i 72-78% ； Cu 0. 05-0. 5% ； Ti 0. 05-0. 5% ；A 1 0. 05-0. 5% ； Fe 6-10% ； Xt 0. 01-1. 0% ；余量为不可避免的杂质。Si、Mn、Cr、Ni、Cu、Ti、Al、Fe 的纯度大于 98%，粒度为 20_50um。所述稀土 Xt为氟化铈、氟化镧的混合物，其纯度大于98%，粒度为l-10um。本专利技术核电站蒸汽发生器防震条端板材料的制备方法，包括如下步骤1)按防震条端板材料所含成分的重量百分比计算进行原料配制C 0. 03-0. 08% ； Si 0. 1-0. 4% ； Mn 0. 3-0. 8% ；P ^ 0. 015% ； S ^ 0. 01% ； Cr 14-17% ；N i 72-78% ； Cu 0. 05-0. 5% ； Ti 0. 05-0. 5% ；A1 0. 05-0. 5% ； Fe 6-10% ； Xt 0. 01-1. 0% ；余量为不可避免的杂质；2)将按前述配制的原料装入真空精炼炉中冶炼，精炼期温度控制在1520°C 1580°C，精炼时间40分钟；3)电渣精炼，精炼期温度控制在1520°C 1580°C，熔炼电压45-50V，熔炼电流 2600-2800A ；4)锻造，锻造温度1180°C -950°C，开锻温度1180°C ；5)热轧，热轧温度1190°C _900°C，开轧温度1190°C ；6)正火，正火温度950°C -1060°C，空冷时间1. 5小时；7)多道次进行拉拔一退火一拉拔，得到防震条端板材料成品。步骤7)中所述的拉拔采用单车进行。步骤7)中所述的退火，其退火温度为950°C -1050°C，退火保温1小时。。步骤2)中所述的配制的原料装入真空精炼炉中冶炼，其装料顺序为碳C-纯铁 Fe-金属铬JCr-镍板Ni-硅Si-锰Mn-铜Cu-铝AL-钛Ti，所述稀土 Xt在出炉前5分钟 内一次加入钢液中充分搅拌均勻。该专利技术制备方法主要技术特点是采用真空精炼炉冶炼，使得脱气充分，再经电渣 精炼，使钢液洁净，稀土 Xt在真空冶炼过程中加入进一步提高防震条端板材料质量和力学 性能，拉拔过程的中间退火，拉拔采用单车慢速进行，以减少磨擦时所产生的热量积聚，最 终得到其抗拉强度可达750MPa，屈服强度可达350MPa，伸长率A为45%的防震条端板材料。本专利技术核电站蒸汽发生器防震条端板材料所设计成分的原理如下C:非常有效的硬化和固溶强化组元，稳定马氏体结构，保证强度。但常常作 为裂纹源出现，如含量过高容易形成脆硬组织而引发延迟裂纹，其成分重量％限制在 0. 003-0. 08% ；Mn:脱氧和脱硫作用，确保抗氧化性的重要元素，不足0.01%不能得到充分脱氧， 超过1. 5%强度降低，其成分重量％限制在0. 3-0. 8% ；Si 脱氧、提高屈服强度、耐高温腐蚀性，不足0.01%，不能得到充分抗氧化性，超 过0. 90%韧性降低，其成分重量％限制在0. 1-0.4% ；Ni 提高材料韧性，对强度的提高也有贡献，其成分重量％限制在72-78% ；Cr 确保抗氧化性、耐高温腐蚀性、提高高温强度不可缺少的元素，含量过低，不能 显现效果，含量过高，强度和韧性显著降低，其成分重量％限制在14-17% ；Cu 在材料中提高对非氧化性酸的耐蚀性，其成分重量％限制在0. 05-0. 5% ；AL 作为脱氧剂而被添加，其成分重量％限制在0. 05-0. 5% ；Ti 在材料中提高抗腐蚀性能，其成分重量％限制在0. 05-0. 5% ；S、P:是材料中不可避免的有害杂质元素，其含量越低越好，其成分重量％，P: 彡 0. 015% ；S 彡 0. 01% ；Xt 材料中加入稀土，与Cr、Si的复合作用下具有良好的抗氧化性，稀土是强还原 性元素，稀土与硫有很大的亲和力，在溶池中不仅具有脱氧作用，还具有明显脱硫改善硫化 物夹杂的尺寸、形态和分布作用，减少材料中的夹杂物含量，可以改变夹杂物的组成、形态、 分布和性质，抑制这些夹杂物在晶界中的偏析，从而改善了材料的各种性能，如韧性、焊接 性，本专利技术中成分重量％限制在0. 01-1. 0%。采用本专利技术所设计的核电站蒸汽发生器防震条端板材料与现有技术相比，具有如 下优点1.成分设计合理、成本低、使用安全可靠；2.本防震条材料其抗拉强度可达750MPa，屈服强度可达350MPa，伸长率A为 45%，在110(TC高温下长期工作具有较高强度与耐腐蚀能力，其高温应力强度稳定；3.又因加入了微量的稀土元素和采用了特殊的制备工艺，确保材料具有优良的耐 腐蚀性、抗疲劳、抗蠕变性及可加本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种核电站蒸汽发生器防震条端板材料，其特征在于，按重量百分比计算，所含成分如下：　　Ｃ：０．００３－０．０８％；Ｓｉ：０．１－０．４％；　Ｍｎ：０．３－０．８％；　　Ｐ：≤０．０１５％；　Ｓ：≤０．０１％；　Ｃｒ：１４－１７％；　　Ｎｉ：７２－７８％；　Ｃｕ：０．０５－０．５％；Ｔｉ：０．０５－０．５％；　　Ａｌ：０．０５－０．５％；　Ｆｅ：６－１０％；　Ｘｔ：０．０１－１．０％；　　余量为不可避免的杂质。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：华大凤，王树平，
申请(专利权)人：江苏新华合金电器有限公司，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]