專利名稱：鋯鎳合金及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于金屬材料領(lǐng)域，涉及一種鋯鎳合金及其制備方法。
背景技術(shù)：
目前金屬材料領(lǐng)域中，對(duì)鋯合金的性能及制備受到了重視。CN93120915. 3號(hào)申請(qǐng)公開(kāi)一種還原擴(kuò)散制備鋯鎳合金粉末的方法。它是以強(qiáng)熱 處理過(guò)的氧氯化鋯粉末或氧化鋯粉末、金屬鎳粉(或其氧化物粉末)為原料，用金屬鈣(或 氫化鈣)作還原劑，混勻造塊后置于高溫爐內(nèi)。在惰性氣氛中控制爐溫在950 1350°C之 間，加熱保持1 5小時(shí)，鋯被還原出來(lái)并與金屬鎳通過(guò)擴(kuò)散形成鋯鎳間金屬化合物，再經(jīng) 水合處理獲得鋯鎳合金粉末。該工藝簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、安全，是制備鋯鎳合金粉末的一種新方法。 這種方法無(wú)法直接制備成塊體材料。CN200810232546. 4號(hào)申請(qǐng)公開(kāi)了一種核反應(yīng)堆用鋯基合金，其特征在于該合金 成分含量按重量百分比計(jì)為:SnO. 6-1. 4%, NbO. 15-1. 2%, FeO. 1-0. 5%, CrO. 02-0. 1%, CuO. 004-0. 05 %, S10-25ppm, 0 700_1400ppm，余量為&及其它不可避免的雜質(zhì)。該發(fā)明的 Cu,S元素含量的總和不小于50ppm，所述Cu、0元素含量的總和不大于1700ppm。在生產(chǎn)中 很難進(jìn)行控制，因此制備工藝難度很大，增大了生產(chǎn)成本。楊志剛等在2004第28卷第1期的稀有金屬雜志(25_28頁(yè))討論了大塊鋯基非 晶合金&41Til4Cul2. 5Ni5Be22. 5Fe5電化學(xué)耐腐蝕行為的試驗(yàn)研究。為進(jìn)一步研究非晶 合金的耐腐蝕性能，進(jìn)行了晶態(tài)合金與非晶態(tài)合金的在室溫下2mol. Γ1的硫酸中腐蝕168h 的對(duì)比腐蝕失重實(shí)驗(yàn)。但Be有毒性，用量很大，成本也高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是針對(duì)上述技術(shù)缺陷，提供一種鋯鎳合金，該合金具有優(yōu)越的耐 腐蝕性能。本發(fā)明的另一目的是提供上述鋯鎳合金的制備方法，該制備方法工藝簡(jiǎn)單，生產(chǎn) 成本低，適于工業(yè)化生產(chǎn)。本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種鋯鎳合金，其各成份的重量百分含量為Ni為43 % -45 %，La為 0. 02% -0. 05%, Pr 為 0. 03% -0. 09%, Nd 為 0. 05% 0. 2%，其余為 Zr。一種鋯鎳合金制備方法各成份先按照重量百分含量Ni為43% -45%，La為 0. 02% -0. 05%,Pr 為 0. 03% -0. 09%,Nd 為 0. 05% 0. 2%，其余為 rLx 的進(jìn)行配料，原料 置于加熱容器內(nèi)，于1750-180(TC熔化成鋯鎳合金液；加熱容器上部通氬氣系統(tǒng)，加熱容器 下部開(kāi)澆注孔，孔的直徑為0. 5-lmm，澆注孔的下沿距旋轉(zhuǎn)的鉬合金轉(zhuǎn)輪2_3mm ；在1. 15atm 氣壓作用下，鋯鎳合金液通過(guò)澆注孔和旋轉(zhuǎn)的鉬合金轉(zhuǎn)輪邊緣接觸，轉(zhuǎn)輪邊緣的線速度為 21-24m/s，鉬合金轉(zhuǎn)輪邊緣將合金液甩出，形成鋯鎳合金帶(鋯鎳合金帶的厚度為0. 5_2mm 可放說(shuō)明書(shū)中)；然后將鋯鎳合金帶，在250-300°C保溫1-1. 5h便得到鋯鎳合金。
本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)的有益效果如下本發(fā)明的鋯和鎳均具有很好的抗腐蝕性能。鋯極高的熔點(diǎn)、超高的硬度和強(qiáng)度等 特性。鎳的加入可降低合金的熔化溫度，便于用普通方法熔制。鏷、釹、鑭作用是有效細(xì)化 鋯合金的晶粒。釹可有效細(xì)化鋯鎳合金中的ε相，鏷、鑭可有效細(xì)化鋯鎳合金中的ζ中間 相。使中間相彌散分布，提高了合金的強(qiáng)度和耐蝕性。本發(fā)明的合金性能見(jiàn)表1。合金制備工藝簡(jiǎn)便，而且生產(chǎn)成本低，非常便于工業(yè)化生產(chǎn)。
四

圖1為本發(fā)明實(shí)施例一制得的鋯鎳合金的金相組織。由圖1可以看到在鋯鎳合金基體上分布有細(xì)小的ζ中間相和ε相。
五具體實(shí)施例方式以下各實(shí)施例僅用作對(duì)本發(fā)明的解釋說(shuō)明，其中的重量百分比均可換成重量g、kg 或其它重量單位。實(shí)施例一本發(fā)明鋯鎳合金的制備過(guò)程如下各成份先按的重量百分含量Ni為43%，La 為0. 02%, Pr為0. 03%, Nd為0. 05%，其余為&進(jìn)行配料，原料置于加熱容器內(nèi)，于 1750-180(TC熔化成鋯鎳合金液；加熱容器上部通氬氣系統(tǒng)，加熱容器下部開(kāi)澆注孔，孔的 直徑為0. 5-lmm，澆注孔的下沿距旋轉(zhuǎn)的鉬合金轉(zhuǎn)輪2_3mm ；在1. 15atm氣壓作用下，鋯鎳 合金液通過(guò)澆注孔和旋轉(zhuǎn)的鉬合金轉(zhuǎn)輪邊緣接觸，轉(zhuǎn)輪邊緣的線速度為21-24m/s，鉬合金 轉(zhuǎn)輪邊緣將合金液甩出，形成鋯鎳合金帶，鋯鎳合金帶的厚度為0. 5-2mm ；然后將鋯鎳合金 帶，在250-300°C保溫1-1. 5h便得到鋯鎳合金。圖1為得到的鋯鎳合金的金相組織，由圖1可以看到在鋯鎳合金基體上分布有細(xì) 小的ζ相和ε相。實(shí)施例二各成份先按的重量百分含量Ni為45 %，La為0. 05 %，Pr為0. 09 %，Nd為0. 2 %， 其余為ττ進(jìn)行配料，制備過(guò)程同實(shí)施例一。實(shí)施例三各成份先按的重量百分含量Ni為44%，La為0.03%，Pr為0.059%，Nd為 0. 09%,其余為ττ進(jìn)行配料，制備過(guò)程同實(shí)施例一。實(shí)施例四(原料配比不在本發(fā)明方案范圍內(nèi)的實(shí)例)各成份先按的重量百分含量:Ni為42 %，La為0. 01 %，Pr為0. 02 %，Nd為0. 02 %， 其余為ττ進(jìn)行配料，制備過(guò)程同實(shí)施例一。實(shí)施例五(原料配比不在本發(fā)明方案范圍內(nèi)的實(shí)例)各成份先按的重量百分含量Ni為48%，La為0.06%，1%，Nd為0.3%， 其余為ττ進(jìn)行配料，制備過(guò)程同實(shí)施例一。下表為不同成份與配比的合金性能對(duì)照表表 1
由上表可見(jiàn)，鋯鎳合金的這些元素超出本申請(qǐng)配比范圍，會(huì)降低合金的性能。如鎳 過(guò)多，合金的熔點(diǎn)均會(huì)提高，不便于用普通方法熔制。鏷、釹、鑭數(shù)量不足，不足以細(xì)化合金 的晶粒和中間相。鏷、釹、鑭數(shù)量過(guò)多，鏷、釹、鑭之間；鏷、釹、鑭與鋯鎳之間也會(huì)形成化合 物，這不僅消耗了稀土元素，形成的化合物過(guò)量會(huì)降低材料的性能。
權(quán)利要求
一種鋯鎳合金，其各成份的重量百分含量為Ni為43％-45％，La為0.02％-0.05％，Pr為0.03％-0.09％，Nd為0.05％～0.2％，其余為Zr。
2.一種鋯鎳合金制備方法，該方法包括以下步驟各成份先按照重量百分含量Ni為43 % -45 %，La為0. 02 % -0. 05 %，Pr為 0. 03 % -0. 09 %，Nd為0. 05 % 0. 2 %，其余為rLx的進(jìn)行配料，原料置于加熱容器內(nèi)，于 1750-180(TC熔化成鋯鎳合金液；加熱容器上部通氬氣系統(tǒng)，加熱容器下部開(kāi)澆注孔，孔的 直徑為0. 5-lmm，澆注孔的下沿距旋轉(zhuǎn)的鉬合金轉(zhuǎn)輪2-3mm ；在1. 15atm氣壓作用下，鋯鎳合 金液通過(guò)澆注孔和旋轉(zhuǎn)的鉬合金轉(zhuǎn)輪邊緣接觸，轉(zhuǎn)輪邊緣的線速度為21-24m/s，鉬合金轉(zhuǎn) 輪邊緣將合金液甩出，形成鋯鎳合金帶；然后將鋯鎳合金帶，在250-30(TC保溫1-1. 5h便得 到鋯鎳合金。
全文摘要
本發(fā)明提供一種鋯鎳合金及其制備方法，該合金具有優(yōu)越的耐腐蝕性能。該制備方法工藝簡(jiǎn)單，生產(chǎn)成本低，適于工業(yè)化生產(chǎn)。該鋯鎳合金各成份的重量百分含量為Ni為43％-45％，La為0.02％-0.05％，Pr為0.03％-0.09％，Nd為0.05％～0.2％，其余為Zr。原料置于加熱容器內(nèi)，于1750-1800℃熔化成鋯鎳合金液；加熱容器上部通氬氣系統(tǒng)，加熱容器下部開(kāi)澆注孔，澆注孔的下沿距旋轉(zhuǎn)的鉬合金轉(zhuǎn)輪2-3mm；在1.15atm氣壓作用下，鋯鎳合金液通過(guò)澆注孔和旋轉(zhuǎn)的鉬合金轉(zhuǎn)輪邊緣接觸，鉬合金轉(zhuǎn)輪邊緣將合金液甩出，形成鋯鎳合金帶；鋯鎳合金帶保溫便得到鋯鎳合金。
文檔編號(hào)C22C1/02GK101880796SQ20101022859
公開(kāi)日2010年11月10日 申請(qǐng)日期2010年7月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月15日
發(fā)明者王玲, 趙浩峰, 陶詔靈 申請(qǐng)人:南京信息工程大學(xué)