本實用新型涉及一種鋯鈮合金，具體涉及一種鋯鈮合金的冶煉系統(tǒng)。屬于有色金屬冶煉
技術領域：
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背景技術：
：鋯鈮合金被廣泛用于重水堆、核電站和潛艇反應堆的保殼材料，由于應用領域的特殊性，對鋯鈮合金的質量要求非常高。理想狀態(tài)的鋯鈮合金應當具有良好的抗蝕性能和力學性能等。但是，目前的鋯鈮合金產品質量并不令人滿意，存在以下問題：①冶煉過程中不可避免的導致氧以雜質形式存在，所得產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。技術實現(xiàn)要素：本實用新型的目的是為克服上述現(xiàn)有技術的不足，提供一種鋯鈮合金的冶煉系統(tǒng)。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用下述技術方案：一種鋯鈮合金的冶煉系統(tǒng)，包括依次連接的真空充氬焊箱、真空自耗電弧爐、熱壓機、真空爐、軋機和冷軋退火設備，所述冷軋退火設備包括若干個交替設置的冷軋機Ⅰ和退火機。優(yōu)選的，所述真空充氬焊箱設有進料口，其分別與鋯電極制備裝置和鈮板制備裝置連接。進一步優(yōu)選的，所述鋯電極制備裝置為鍛壓機Ⅰ，所述鈮板制備裝置包括依次連接的鍛壓機Ⅱ、熱軋機和冷軋機Ⅱ。更進一步優(yōu)選的，所述鋯電極制備裝置與海綿鋯預處理裝置連接，所述海綿鋯預處理裝置包括清洗池和真空干燥機，清洗池的上方設有若干個噴淋去離子水的噴淋頭。更進一步優(yōu)選的，所述鈮板制備裝置還包括電子束爐，電子束爐與鍛壓機Ⅱ連接。上述冶煉系統(tǒng)對應的一種鋯鈮合金的冶煉方法，具體步驟如下：(1)將原子能級的海綿鋯壓制成鋯電極；(2)將原子能級鈮條經過鍛造、熱軋、冷軋成鈮板；(3)將鈮板剪切成與鋯電極長度相同的鈮條，將鈮條緊附在鋯電極上，然后在真空充氬焊箱內，將鈮條同鋯電極焊在一起，制成鋯鈮復合電極棒；(4)在真空自耗電弧爐內進行熔煉，得到合金錠；(5)將合金錠在700℃下進行多次熱壓，加工得到坯材；(6)坯材經去除氧化皮和酸洗后，在真空中經1030～1050℃的β相均勻化處理0.5～1小時后空冷，在400～500℃進行軋制變形，變形量30～60％；(7)進行多次冷軋和多次中間退火；每次冷軋壓下量不大于40％，每兩次冷軋之間在真空中進行480℃中間退火1小時，最后在真空中進行480℃再結晶退火1小時，每次中間退火或再結晶退火前都進行酸洗和去離子水清洗。其中，海綿鋯與鈮條的質量比為10～15：1。優(yōu)選的，步驟(1)中的海綿鋯在壓制之前先進行清洗和真空烘干處理。優(yōu)選的，步驟(2)中的鈮條在鍛造之前先進行電子束爐提純和成錠處理。優(yōu)選的，步驟(6)中軋制變形的時間為20～30分鐘。本實用新型的有益效果：本實用新型實現(xiàn)了鋯鈮合金的流水線式生產，大大提高了生產效率。通過鋯和鈮比例關系以及冶煉條件的調整，大大提高了所得產品的力學性能、耐腐蝕性能和耐蠕變性等。經測試，本實用新型的鋯鈮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是本實用新型的結構示意圖；其中，1為真空充氬焊箱，2為真空自耗電弧爐，3為熱壓機，4為真空爐，5為軋機，6為冷軋退火設備，61為冷軋機Ⅰ，62為退火機，7為鍛壓機Ⅰ，8為鈮板制備裝置，81為電子束爐，82為鍛壓機Ⅱ，83為熱軋機，84為冷軋機Ⅱ，9為海綿鋯預處理裝置，91為清洗池，92為真空干燥機。具體實施方式下面結合附圖和實施例對本實用新型進行進一步的闡述，應該說明的是，下述說明僅是為了解釋本實用新型，并不對其內容進行限定。實施例1：如圖1所示，一種鋯鈮合金的冶煉系統(tǒng)，包括依次連接的真空充氬焊箱1、真空自耗電弧爐2、熱壓機3、真空爐4、軋機5和冷軋退火設備6，冷軋退火設備6包括若干個交替設置的冷軋機Ⅰ61和退火機62。真空充氬焊箱1設有進料口，其分別與鋯電極制備裝置和鈮板制備裝置8連接。鋯電極制備裝置為鍛壓機Ⅰ7，鈮板制備裝置8包括依次連接的電子束爐81、鍛壓機Ⅱ82、熱軋機83和冷軋機Ⅱ84。鋯電極制備裝置與海綿鋯預處理裝置9連接，海綿鋯預處理裝置包括清洗池91和真空干燥機92，清洗池91的上方設有若干個噴淋去離子水的噴淋頭。一種鋯鈮合金的冶煉方法，具體步驟如下：(1)將原子能級的海綿鋯壓制成鋯電極；(2)將原子能級鈮條經過鍛造、熱軋、冷軋成鈮板；(3)將鈮板剪切成與鋯電極長度相同的鈮條，將鈮條緊附在鋯電極上，然后在真空充氬焊箱1內，將鈮條同鋯電極焊在一起，制成鋯鈮復合電極棒；(4)在真空自耗電弧爐2內進行熔煉，得到合金錠；(5)將合金錠在700℃下進行多次熱壓，加工得到坯材；(6)坯材經去除氧化皮和酸洗后，在真空中經1030℃的β相均勻化處理0.5小時后空冷，在400℃進行軋制變形，變形量30％；(7)進行多次冷軋和多次中間退火；每次冷軋壓下量不大于40％，每兩次冷軋之間在真空中進行480℃中間退火1小時，最后在真空中進行480℃再結晶退火1小時，每次中間退火或再結晶退火前都進行酸洗和去離子水清洗。其中，海綿鋯與鈮條的質量比為10：1。步驟(1)中的海綿鋯在壓制之前先進行清洗和真空烘干處理。步驟(2)中的鈮條在鍛造之前先進行電子束爐81提純和成錠處理。步驟(6)中軋制變形的時間為20分鐘。實施例2：一種鋯鈮合金的冶煉系統(tǒng)，同實施例1。一種鋯鈮合金的冶煉方法，具體步驟如下：(1)將原子能級的海綿鋯壓制成鋯電極；(2)將原子能級鈮條經過鍛造、熱軋、冷軋成鈮板；(3)將鈮板剪切成與鋯電極長度相同的鈮條，將鈮條緊附在鋯電極上，然后在真空充氬焊箱1內，將鈮條同鋯電極焊在一起，制成鋯鈮復合電極棒；(4)在真空自耗電弧爐2內進行熔煉，得到合金錠；(5)將合金錠在700℃下進行多次熱壓，加工得到坯材；(6)坯材經去除氧化皮和酸洗后，在真空中經1050℃的β相均勻化處理1小時后空冷，在500℃進行軋制變形，變形量60％；(7)進行多次冷軋和多次中間退火；每次冷軋壓下量不大于40％，每兩次冷軋之間在真空中進行480℃中間退火1小時，最后在真空中進行480℃再結晶退火1小時，每次中間退火或再結晶退火前都進行酸洗和去離子水清洗。其中，海綿鋯與鈮條的質量比為15：1。步驟(1)中的海綿鋯在壓制之前先進行清洗和真空烘干處理。步驟(2)中的鈮條在鍛造之前先進行電子束爐81提純和成錠處理。步驟(6)中軋制變形的時間為30分鐘。實施例3：一種鋯鈮合金的冶煉系統(tǒng)，同實施例1。一種鋯鈮合金的冶煉方法，具體步驟如下：(1)將原子能級的海綿鋯壓制成鋯電極；(2)將原子能級鈮條經過鍛造、熱軋、冷軋成鈮板；(3)將鈮板剪切成與鋯電極長度相同的鈮條，將鈮條緊附在鋯電極上，然后在真空充氬焊箱1內，將鈮條同鋯電極焊在一起，制成鋯鈮復合電極棒；(4)在真空自耗電弧爐2內進行熔煉，得到合金錠；(5)將合金錠在700℃下進行多次熱壓，加工得到坯材；(6)坯材經去除氧化皮和酸洗后，在真空中經1030℃的β相均勻化處理1小時后空冷，在400℃進行軋制變形，變形量60％；(7)進行多次冷軋和多次中間退火；每次冷軋壓下量不大于40％，每兩次冷軋之間在真空中進行480℃中間退火1小時，最后在真空中進行480℃再結晶退火1小時，每次中間退火或再結晶退火前都進行酸洗和去離子水清洗。其中，海綿鋯與鈮條的質量比為10：1。步驟(1)中的海綿鋯在壓制之前先進行清洗和真空烘干處理。步驟(2)中的鈮條在鍛造之前先進行電子束爐81提純和成錠處理。步驟(6)中軋制變形的時間為30分鐘。實施例4：一種鋯鈮合金的冶煉系統(tǒng)，同實施例1。一種鋯鈮合金的冶煉方法，具體步驟如下：(1)將原子能級的海綿鋯壓制成鋯電極；(2)將原子能級鈮條經過鍛造、熱軋、冷軋成鈮板；(3)將鈮板剪切成與鋯電極長度相同的鈮條，將鈮條緊附在鋯電極上，然后在真空充氬焊箱1內，將鈮條同鋯電極焊在一起，制成鋯鈮復合電極棒；(4)在真空自耗電弧爐2內進行熔煉，得到合金錠；(5)將合金錠在700℃下進行多次熱壓，加工得到坯材；(6)坯材經去除氧化皮和酸洗后，在真空中經1050℃的β相均勻化處理0.5小時后空冷，在500℃進行軋制變形，變形量30％；(7)進行多次冷軋和多次中間退火；每次冷軋壓下量不大于40％，每兩次冷軋之間在真空中進行480℃中間退火1小時，最后在真空中進行480℃再結晶退火1小時，每次中間退火或再結晶退火前都進行酸洗和去離子水清洗。其中，海綿鋯與鈮條的質量比為15：1。步驟(1)中的海綿鋯在壓制之前先進行清洗和真空烘干處理。步驟(2)中的鈮條在鍛造之前先進行電子束爐81提純和成錠處理。步驟(6)中軋制變形的時間為20分鐘。實施例5：一種鋯鈮合金的冶煉系統(tǒng)，同實施例1。一種鋯鈮合金的冶煉方法，具體步驟如下：(1)將原子能級的海綿鋯壓制成鋯電極；(2)將原子能級鈮條經過鍛造、熱軋、冷軋成鈮板；(3)將鈮板剪切成與鋯電極長度相同的鈮條，將鈮條緊附在鋯電極上，然后在真空充氬焊箱1內，將鈮條同鋯電極焊在一起，制成鋯鈮復合電極棒；(4)在真空自耗電弧爐2內進行熔煉，得到合金錠；(5)將合金錠在700℃下進行多次熱壓，加工得到坯材；(6)坯材經去除氧化皮和酸洗后，在真空中經1040℃的β相均勻化處理0.8小時后空冷，在450℃進行軋制變形，變形量40％；(7)進行多次冷軋和多次中間退火；每次冷軋壓下量不大于40％，每兩次冷軋之間在真空中進行480℃中間退火1小時，最后在真空中進行480℃再結晶退火1小時，每次中間退火或再結晶退火前都進行酸洗和去離子水清洗。其中，海綿鋯與鈮條的質量比為12：1。步驟(1)中的海綿鋯在壓制之前先進行清洗和真空烘干處理。步驟(2)中的鈮條在鍛造之前先進行電子束爐81提純和成錠處理。步驟(6)中軋制變形的時間為25分鐘。試驗例對實施例1～5所得的鋯鈮合金進行了力學性能測試，結果見表1。表1.力學性能測試結果沖擊韌性(J/cm2)抗拉強度(MPa)延伸率(％)實施例18075225實施例28175425實施例38275826實施例48275826實施例58576127從表1可以看出，本實用新型的鋯鈮合金具有較好的力學性能。對實施例1～5所得的鋯鈮合金進行了耐腐蝕性能測試，將相同尺寸的鋯鈮合金放入高壓釜中，在400℃/10.3MPa蒸汽中進行腐蝕試驗，考察230天后的腐蝕增重，結果見表2。表2.耐腐蝕性能測試結果腐蝕增重(mg/dm2)實施例1110實施例2110實施例3109實施例4109實施例5105從表2可以看出，本實用新型的鋯鈮合金在400℃/10.3MPa蒸汽中耐腐蝕性能良好。測試實施例1～5所得的鋯鈮合金在壓力110MPa、溫度400℃、1000小時條件下的蠕變，結果見表3。表3.蠕變結果蠕變(％)實施例11.10實施例21.11實施例31.09實施例41.09實施例51.04從表3可以看出，本實用新型的鋯鈮合金耐蠕變性佳。上述雖然結合附圖對本實用新型的具體實施方式進行了描述，但并非對本實用新型保護范圍的限制，在本實用新型的技術方案的基礎上，本領域技術人員不需要付出創(chuàng)造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本實用新型的保護范圍以內。當前第1頁1 2 3