專(zhuān)利名稱(chēng)：用于鈉冷快堆堆芯組件的不銹鋼繞絲及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于合金技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種鈉冷快堆堆芯組件的不銹鋼繞絲及其制備方法。

背景技術(shù)：
用于鈉冷快堆元件棒徑向定位的不銹鋼繞絲，工作于350℃～550℃的高溫鈉介質(zhì)環(huán)境中，并且快中子輻照劑量很高，它的材質(zhì)及最終交貨狀態(tài)必須與元件棒包殼管一致，以保證在反應(yīng)堆運(yùn)行狀態(tài)下棒束結(jié)構(gòu)完整和徑向定位。這種材料的化學(xué)成分、尺寸公差與表面質(zhì)量要求極其嚴(yán)格。國(guó)外發(fā)展快堆技術(shù)的先進(jìn)國(guó)家雖有所生產(chǎn)，但沒(méi)有公開(kāi)具體的制備方法。
目前，與之類(lèi)似的是不銹鋼彈簧制備工藝。普遍使用的不銹鋼彈簧鋼絲分為以下三類(lèi)相變強(qiáng)化馬氏不銹鋼彈簧鋼絲、形變強(qiáng)化奧氏體一馬氏體不銹鋼彈簧鋼絲、沉淀硬化奧氏體一馬氏體不銹鋼彈簧鋼絲。這些不銹鋼鋼絲都不能滿足快堆元件棒徑向定位的需要。


發(fā)明內(nèi)容
(一)發(fā)明目的 本發(fā)明是針對(duì)現(xiàn)有的不銹鋼絲不能滿足快堆元件棒徑向定位繞絲的需要，提供一種新的不銹鋼繞絲及其制備方法。
(二)技術(shù)方案 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案。
一種不銹鋼繞絲的組分和重量配比為0.04％～0.08％的C；≤0.75％的Si；≤0.02％的P；≤0.02％的S；1.5％～2.0％的Mn；11.0％～14.0％的Ni；16.0％～18.0％的Cr；2.0％～3.0％的Mo；0.3％～0.5％的Ti；≤0.1％的Co；≤0.002％的B；≤0.035％的N；其余為Fe。
其制備方法包括如下步驟(1)冶煉；(2)熱加工；(3)冷拔；(4)退火；(5)表面清洗；(6)包裝等。關(guān)鍵在于，所述的步驟(1)冶煉采用雙重冶煉，第一次為真空感應(yīng)熔煉或氬氧爐熔煉，第二次為自耗電極真空電弧重熔或電渣重熔；所述的步驟(2)熱加工后的退火采用氫氣保護(hù)或真空光亮退火處理；所述的步驟(3)拔制過(guò)程中采用精度極高的單晶二氧化硅模具。
對(duì)該技術(shù)方案所得到的產(chǎn)品確定如下特性。
1.化學(xué)成分 為了滿足材料極高的化學(xué)成分要求，在熔煉中采用二次熔煉，即真空感應(yīng)熔煉及其后的電渣重熔，化學(xué)成分符合表1的規(guī)定。
表1化學(xué)成分 2.公差 公差±0.005(mm) 3.力學(xué)性能 產(chǎn)品的力學(xué)性能見(jiàn)表2。
表2力學(xué)性能
4.冶金特性 晶粒度最終冷變形前經(jīng)固溶處理后的晶粒度應(yīng)細(xì)于6級(jí)。
“α”相組織經(jīng)固溶處理后，不存在鐵素體相。
碳化物沉積經(jīng)固溶處理后，在高倍(500×)顯微鏡下觀察，晶界上無(wú)碳化物。
“σ”相脆性組織在高倍(500×)顯微鏡下觀察，不允許有“σ”相存在。
非金屬夾雜物非金屬夾雜物的含量等級(jí)見(jiàn)表3。
表3非金屬夾雜物的含量等級(jí) 5.抗腐蝕性能 試樣在冷變形前，最后一道固溶處理后，按GB4334.5-1985要求進(jìn)行晶間腐蝕試驗(yàn)，結(jié)果應(yīng)無(wú)晶間腐蝕傾向。
6.表面質(zhì)量及缺陷控制 表面粗糙度為Ra≤1.6μm，表面不允許有裂紋、發(fā)紋、折疊、氧化皮、拉裂、凹面、劃傷、刮痕、結(jié)疤等缺陷。
(三)有益效果 本發(fā)明所提供的技術(shù)方案使用純金屬進(jìn)行配料，不允許使用廢鋼為原料，雙重熔煉，滿足材料極高的化學(xué)成分要求。在冷加工的各階段，采用光亮退火，保證碳化物的溶解，并達(dá)到優(yōu)良的絲材表面質(zhì)量，尤其是絲材拉制過(guò)程中采用精度極高的單晶二氧化硅模具，確保了產(chǎn)品的尺寸公差。

具體實(shí)施例方式 下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步闡述。
實(shí)施例1 使用本發(fā)明所提供的技術(shù)方案制備鈉冷快堆不銹鋼反射層組件中元件棒定位用的φ0.6mm繞絲，重量2kg。
具體制備步驟如下 (1)按照下列組分和重量配比，并分別利用真空感應(yīng)熔煉爐和自耗電極真空電弧爐進(jìn)行鋼水冶煉0.04％～0.08％的C；≤0.75％的Si；≤0.02％的P；≤0.02％的S；1.5％～2.0％的Mn；11.0％～14.0％的Ni；16.0％～18.0％的Cr；2.0％～3.0％的Mo；0.3％～0.5％的Ti；≤0.1％的Co；≤0.002％的B；≤0.035％的N；其余為Fe。冶煉過(guò)程中，使用純金屬進(jìn)行配料，并禁止添加稀土元素。冶煉后用棒線材連扎機(jī)進(jìn)行開(kāi)坯，制成不銹鋼盤(pán)元坯料。
(2)熱加工。在冷加工的各階段，選擇的熱處理制度要保證碳化物的溶解，達(dá)到優(yōu)良的絲材表面質(zhì)量與尺寸公差，采用氫氣保護(hù)或真空光亮退火處理。
(3)冷拔。絲材拉制過(guò)程中采用精度極高的單晶二氧化硅模具。最終交貨狀態(tài)的冷加工度為17～20％。
(4)退火。
(5)表面清洗。
(6)包裝等。
所制備的產(chǎn)品的直徑為φ0.6mm，公差為±0.005mm。最終交貨狀態(tài)的冷加工度為17～20％。
實(shí)施例2 配比同實(shí)施例1。其不同之處是，在冶煉時(shí)，第一次氬氧爐熔煉，第二次為電渣重熔。
顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，假若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種不銹鋼繞絲的組分和重量配比為0.04％～0.08％的C；≤0.75％的Si；≤0.02％的P；≤0.02％的S；1.5％～2.0％的Mn；11.0％～14.0％的Ni；16.0％～18.0％的Cr；2.0％～3.0％的Mo；0.3％～0.5％的Ti；≤0.1％的Co；≤0.002％的B；≤0.035％的N；其余為Fe。
2.制備權(quán)利要求1所述的不銹鋼繞絲方法包括如下步驟(1)冶煉；(2)熱加工；(3)冷拔；(4)退火；(5)表面清洗；(6)包裝等，其特征在于所述的步驟(1)冶煉采用雙重冶煉，第一次為真空感應(yīng)熔煉或氬氧爐熔煉，第二次為自耗電極真空電弧重熔或電渣重熔；所述的步驟(2)熱加工后的退火采用氫氣保護(hù)或真空光亮退火處理；所述的步驟(3)拔制過(guò)程中采用精度極高的單晶二氧化硅模具。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備不銹鋼繞絲方法，其特征在于在冶煉過(guò)程中禁止添加稀土元素。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備不銹鋼繞絲方法，其特征在于最終交貨狀態(tài)的冷加工度為17～20％。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種鈉冷快堆堆芯組件的不銹鋼繞絲及其制備方法。該種不銹鋼繞絲的組分和重量配比為0.04％～0.08％的C；≤0.75％的Si；≤0.02％的P；≤0.02％的S；1.5％～2.0％的Mn；11.0％～14.0％的Ni；16.0％～18.0％的Cr；2.0％～3.0％的Mo；0.3％～0.5％的Ti；≤0.1％的Co；≤0.002％的B；≤0.035％的N；其余為Fe。冶煉采用雙重冶煉；退火采用氫氣保護(hù)或真空光亮退火處理；拔制過(guò)程中采用精度極高的單晶二氧化硅模具；最終交貨狀態(tài)的冷加工度為17～20％。該方案所制備的繞絲滿足鈉冷快堆堆芯組件的要求。
文檔編號(hào)C22C38/58GK101333632SQ20081013524
公開(kāi)日2008年12月31日 申請(qǐng)日期2008年8月6日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月6日
發(fā)明者張汝嫻, 王曉榮, 謝光善, 晨 黃, 錢(qián)順發(fā) 申請(qǐng)人:中國(guó)原子能科學(xué)研究院