本發(fā)明涉及一種鋯鈮鉛合金，具體涉及一種鋯鈮鉛合金的冶煉方法及系統(tǒng)。屬于有色金屬冶煉
技術(shù)領(lǐng)域：
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背景技術(shù)：
：反應(yīng)堆燃料組件是反應(yīng)堆堆芯的關(guān)鍵部件，主要功能是保護染料芯塊不受冷卻劑侵蝕，釋放能量，以及屏蔽強放射性物質(zhì)外泄，因此，核燃料組件的力學性能和抗腐蝕性能均應(yīng)當有相當高的性能要求。其中，鋯鈮合金被廣泛用于重水堆、核電站和潛艇反應(yīng)堆的保殼材料，但是，目前的鋯鈮合金產(chǎn)品質(zhì)量并不令人滿意，存在以下問題：①冶煉過程中不可避免的導(dǎo)致氧以雜質(zhì)形式存在，所得產(chǎn)品的熱和輻射蠕變高；②耐腐蝕性能和力學性能有提高的空間。技術(shù)實現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的是為克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種鋯鈮鉛合金的冶煉方法。本發(fā)明還提供了上述冶煉方法對應(yīng)的一種鋯鈮鉛合金的冶煉系統(tǒng)。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案：一種鋯鈮鉛合金的冶煉方法，具體步驟如下：(1)將鈮條加工成鈮屑，將其與海綿鋯、鉛粉攪拌均勻后壓制成若干個相同尺寸的電極塊，一同轉(zhuǎn)移至真空充氬焊箱內(nèi)，通過氬弧焊焊成自耗電極；(2)在真空自耗電弧爐內(nèi)熔煉即得；其中，海綿鋯、鈮條和鉛粉的質(zhì)量比為5～8：1：0.2～0.3。優(yōu)選的，步驟(1)中的海綿鋯在使用之前先進行清洗和真空烘干處理。優(yōu)選的，步驟(2)中的鈮條在加工成鈮屑之前先進行電子束爐提純和成錠處理。上述冶煉方法對應(yīng)的一種鋯鈮鉛合金的冶煉系統(tǒng)，包括依次連接的鋯鈮鉛電極塊加工裝置、真空充氬焊箱和真空自耗電弧爐。優(yōu)選的，所述鋯鈮鉛電極塊加工裝置為壓制機，所述壓制機與混料機連接，混料機設(shè)有進料口，其分別與鈮屑加工裝置、海綿鋯進料管道和鉛粉進料管道連接。進一步優(yōu)選的，所述鈮屑加工裝置為粉碎機。更進一步優(yōu)選的，所述粉碎機與電子束爐連接。進一步優(yōu)選的，所述海綿鋯進料管道與海綿鋯預(yù)處理裝置連接，所述海綿鋯預(yù)處理裝置包括清洗池和真空干燥機，清洗池的上方設(shè)有若干個噴淋去離子水的噴淋頭。本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明的制備系統(tǒng)實現(xiàn)了鋯鈮鉛合金的流水線式生產(chǎn)，大大提高了生產(chǎn)效率。本發(fā)明在常規(guī)鋯鈮合金的基礎(chǔ)上，添加了鉛，并通過鋯、鈮和鉛比例關(guān)系以及冶煉條件的調(diào)整，大大提高了所得產(chǎn)品的力學性能、耐腐蝕性能和耐蠕變性等。經(jīng)測試，本發(fā)明的鋯鈮鉛合金具有良好的力學性能、耐腐蝕性能，而且耐蠕變性佳。附圖說明圖1是本發(fā)明的制備系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；其中，1為壓制機，2為真空充氬焊箱，3為真空自耗電弧爐，4為混料機，5為粉碎機，6為海綿鋯進料管道，7為鉛粉進料管道，8為電子束爐，9為海綿鋯預(yù)處理裝置，91為清洗池，92為真空干燥機。具體實施方式下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進行進一步的闡述，應(yīng)該說明的是，下述說明僅是為了解釋本發(fā)明，并不對其內(nèi)容進行限定。實施例1：一種鋯鈮鉛合金的冶煉方法，具體步驟如下：(1)將鈮條加工成鈮屑，將其與海綿鋯、鉛粉攪拌均勻后壓制成若干個相同尺寸的電極塊，一同轉(zhuǎn)移至真空充氬焊箱2內(nèi)，通過氬弧焊焊成自耗電極；(2)在真空自耗電弧爐3內(nèi)熔煉即得；其中，海綿鋯、鈮條和鉛粉的質(zhì)量比為5：1：0.2。優(yōu)選的，步驟(1)中的海綿鋯在使用之前先進行清洗和真空烘干處理。優(yōu)選的，步驟(2)中的鈮條在加工成鈮屑之前先進行電子束爐提純和成錠處理。如圖1所示，一種鋯鈮鉛合金的冶煉系統(tǒng)，包括依次連接的鋯鈮鉛電極塊加工裝置、真空充氬焊箱2和真空自耗電弧爐3。鋯鈮鉛電極塊加工裝置為壓制機1，壓制機1與混料機4連接，混料機4設(shè)有進料口，其分別與鈮屑加工裝置、海綿鋯進料管道6和鉛粉進料管道7連接。鈮屑加工裝置為粉碎機5。粉碎機5與電子束爐8連接。海綿鋯進料管道6與海綿鋯預(yù)處理裝置9連接，海綿鋯預(yù)處理裝置包括清洗池91和真空干燥機92，清洗池91的上方設(shè)有若干個噴淋去離子水的噴淋頭。實施例2：一種鋯鈮鉛合金的冶煉方法，具體步驟如下：(1)將鈮條加工成鈮屑，將其與海綿鋯、鉛粉攪拌均勻后壓制成若干個相同尺寸的電極塊，一同轉(zhuǎn)移至真空充氬焊箱2內(nèi)，通過氬弧焊焊成自耗電極；(2)在真空自耗電弧爐3內(nèi)熔煉即得；其中，海綿鋯、鈮條和鉛粉的質(zhì)量比為8：1：0.3。優(yōu)選的，步驟(1)中的海綿鋯在使用之前先進行清洗和真空烘干處理。優(yōu)選的，步驟(2)中的鈮條在加工成鈮屑之前先進行電子束爐提純和成錠處理。一種鋯鈮鉛合金的冶煉系統(tǒng)，同實施例1。實施例3：一種鋯鈮鉛合金的冶煉方法，具體步驟如下：(1)將鈮條加工成鈮屑，將其與海綿鋯、鉛粉攪拌均勻后壓制成若干個相同尺寸的電極塊，一同轉(zhuǎn)移至真空充氬焊箱2內(nèi)，通過氬弧焊焊成自耗電極；(2)在真空自耗電弧爐3內(nèi)熔煉即得；其中，海綿鋯、鈮條和鉛粉的質(zhì)量比為5：1：0.3。優(yōu)選的，步驟(1)中的海綿鋯在使用之前先進行清洗和真空烘干處理。優(yōu)選的，步驟(2)中的鈮條在加工成鈮屑之前先進行電子束爐提純和成錠處理。一種鋯鈮鉛合金的冶煉系統(tǒng)，同實施例1。實施例4：一種鋯鈮鉛合金的冶煉方法，具體步驟如下：(1)將鈮條加工成鈮屑，將其與海綿鋯、鉛粉攪拌均勻后壓制成若干個相同尺寸的電極塊，一同轉(zhuǎn)移至真空充氬焊箱2內(nèi)，通過氬弧焊焊成自耗電極；(2)在真空自耗電弧爐3內(nèi)熔煉即得；其中，海綿鋯、鈮條和鉛粉的質(zhì)量比為8：1：0.2。優(yōu)選的，步驟(1)中的海綿鋯在使用之前先進行清洗和真空烘干處理。優(yōu)選的，步驟(2)中的鈮條在加工成鈮屑之前先進行電子束爐提純和成錠處理。一種鋯鈮鉛合金的冶煉系統(tǒng)，同實施例1。實施例5：一種鋯鈮鉛合金的冶煉方法，具體步驟如下：(1)將鈮條加工成鈮屑，將其與海綿鋯、鉛粉攪拌均勻后壓制成若干個相同尺寸的電極塊，一同轉(zhuǎn)移至真空充氬焊箱2內(nèi)，通過氬弧焊焊成自耗電極；(2)在真空自耗電弧爐3內(nèi)熔煉即得；其中，海綿鋯、鈮條和鉛粉的質(zhì)量比為6：1：0.25。優(yōu)選的，步驟(1)中的海綿鋯在使用之前先進行清洗和真空烘干處理。優(yōu)選的，步驟(2)中的鈮條在加工成鈮屑之前先進行電子束爐提純和成錠處理。一種鋯鈮鉛合金的冶煉系統(tǒng)，同實施例1。試驗例對實施例1～5所得的鋯鈮鉛合金進行了力學性能測試，結(jié)果見表1。表1.力學性能測試結(jié)果沖擊韌性(J/cm2)抗拉強度(MPa)延伸率(％)實施例18575122實施例28575222實施例38775525實施例48775526實施例58976028從表1可以看出，本發(fā)明的鋯鈮鉛合金具有較好的力學性能。對實施例1～5所得的鋯鈮鉛合金進行了耐腐蝕性能測試，將相同尺寸的鋯鈮鉛合金放入高壓釜中，在400℃/10.3MPa蒸汽中進行腐蝕試驗，考察230天后的腐蝕增重，結(jié)果見表2。表2.耐腐蝕性能測試結(jié)果腐蝕增重(mg/dm2)實施例1108實施例2108實施例3101實施例4102實施例597從表2可以看出，本發(fā)明的鋯鈮鉛合金在400℃/10.3MPa蒸汽中耐腐蝕性能良好。測試實施例1～5所得的鋯鈮鉛合金在壓力110MPa、溫度400℃、1000小時條件下的蠕變，結(jié)果見表3。表3.蠕變結(jié)果蠕變(％)實施例11.15實施例21.16實施例31.12實施例41.12實施例51.09從表3可以看出，本發(fā)明的鋯鈮鉛合金耐蠕變性佳。上述雖然結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式進行了描述，但并非對本發(fā)明保護范圍的限制，在本發(fā)明的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本發(fā)明的保護范圍以內(nèi)。當前第1頁1 2 3