一種提高Zr-Nb-Cu系合金焊接封頭硬度的熱處理方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種提高Zr-Nb-Cu系合金焊接封頭硬度的熱處理方法，所述方法為將Zr-Nb-Cu系合金焊接封頭在真空環(huán)境下加熱至350-480℃，保溫40~60min，然后在所述真空環(huán)境下自然冷卻，得到Zr-Nb-Cu系合金焊接封頭成品。經(jīng)本發(fā)明的熱處理方法處理的鋯合金焊接封頭，促進了合金中馬氏體組織的分解，其分解后的相與基體相形成共格關系，從而提高了鋯合金焊接封頭的硬度，從而有利于提高焊接封頭的耐磨性和延長焊接封頭的壽命。
【專利說明】一種提高Zr-Nb-Cu系合金焊接封頭硬度的熱處理方法

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于合金熱加工工藝【技術領域】，具體涉及一種提高Zr-Nb-Cu系合金焊接 封頭硬度的熱處理方法。

【背景技術】
[0002] 鋯合金是核反應堆燃料組件包殼材料，鋯合金包殼的性能決定了核燃料的燃耗， 同時也決定了核電站的經(jīng)濟效益，因此對核燃料包殼材料鋯合金的性能提出了更高的要 求。在實際工況下，現(xiàn)有的商用鋯合金管材的焊接封頭會與核燃料組件格架發(fā)生相互摩擦， 焊接封頭磨損情況較為嚴重，容易導致核燃料發(fā)生泄漏，因此，迫切需要提高核燃料包殼材 料锫合金焊接封頭的耐磨性。


【發(fā)明內容】

[0003] 本發(fā)明所要解決的技術問題是克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種Zr-Nb-Cu系合金 焊接封頭硬度的熱處理方法。
[0004] 為解決以上技術問題，本發(fā)明采用如下技術方案： 一種提高Zr-Nb-Cu系合金焊接封頭硬度的熱處理方法，將Zr-Nb-Cu系合金焊接封頭 在真空環(huán)境下加熱至350-480°C，保溫4(T60 min，然后在所述真空環(huán)境下自然冷卻，得到 Zr-Nb-Cu系合金焊接封頭成品。
[0005] 所述真空環(huán)境的真空度為KT4~l(T5Pa。
[0006] 所述 Zr-Nb-Cu 系合金為 Zr-lNb-0. 2Cu 合金或 Zr-lNb-0. OlCu 合金。
[0007] 由于上述技術方案的實施，本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比具有如下優(yōu)點： 經(jīng)本發(fā)明的熱處理方法處理的鋯合金焊接封頭，促進了合金中馬氏體組織的分解，其 分解后的相與基體相形成共格關系，從而提高了鋯合金焊接封頭的硬度。
[0008] 本發(fā)明的熱處理方法提高了鋯合金焊接封頭的硬度，有利于提高焊接封頭的耐磨 性和延長焊接封頭的壽命。

【具體實施方式】
[0009] 下面通過具體實施例對本發(fā)明作進一步描述。
[0010] 一種提高Zr-Nb-Cu系合金焊接封頭硬度的熱處理方法，包括以下步驟： (1) 真空熱處理方法：將核燃料包殼材料Zr-Nb-Cu系合金焊接封頭放入真空度為 KT4-KT5Pa的真空熱處理爐中，加熱至350-480°C保溫40-60 min，然后在爐內隨爐自然冷 卻，獲得焊接封頭的成品； (2) 硬度測試：將焊接封頭成品表面打磨、拋光后進行顯微維氏硬度測試，獲得其硬度 指標，其中硬度測試采用《GB/T 4340. 1-2009金屬材料維氏硬度試驗第1部分：試驗方 法》標準。
[0011] 實施例1 本實施例提供一種提高Zr-INb-O. 2Cu合金焊接封頭硬度的熱處理方法， Zr-INb-O. 2Cu合金的成分組成為Nb I. Owt%、Cu 0. 2wt%、Zr余量以及不可避免的雜質，該 熱處理方法為： 將Zr-lNb-0. 2Cu合金焊接封頭放入真空度為KT5Pa的真空熱處理爐中，加熱至360°C， 保溫50 min,然后隨爐自然冷卻。
[0012] 對熱處理處理后的焊接封頭進行顯微維氏硬度測試，測試結果如表1所示。
[0013] 實施例2 本實施例提供一種提高Zr-lNb-0. 2Cu合金焊接封頭硬度的熱處理方法， Zr-lNb-0. 2Cu合金的成分組成為Nb I. Owt%、Cu 0. 2wt%、Zr余量以及不可避免的雜質，該 熱處理方法為： 將Zr-lNb-0. 2Cu合金焊接封頭放入真空度為KT5Pa的真空熱處理爐中，加熱至360°C， 保溫30 min，然后隨爐自然冷卻。
[0014] 對熱處理處理后的焊接封頭進行顯微維氏硬度測試，測試結果如表1所示。
[0015] 實施例3 本實施例提供一種提高Zr-lNb-0. 2Cu合金焊接封頭硬度的熱處理方法， Zr-lNb-0. 2Cu合金的成分組成為Nb I. Owt%、Cu 0. 2wt%、Zr余量以及不可避免的雜質，該 熱處理方法為： 將Zr-lNb-0. 2Cu合金焊接封頭放入真空度為KT5Pa的真空熱處理爐中，在450°C保溫 60 min，然后隨爐自然冷卻。
[0016] 對熱處理處理后的焊接封頭進行顯微維氏硬度測試，測試結果如表1所示。
[0017] 實施例4 本實施例提供一種提高Zr-lNb-0. OlCu合金焊接封頭硬度的熱處理方法， Zr-lNb-0. OlCu合金的成分組成為Nb I. Owt%、Cu 0· Olwt%、Zr余量以及不可避免的雜質， 該熱處理方法為： 將Zr-lNb-0. OlCu合金焊接封頭放入真空度為KT5Pa的真空熱處理爐中，在460°C保 溫30 min,然后隨爐自然冷卻。
[0018] 對熱處理處理后的焊接封頭進行顯微維氏硬度測試，測試結果如表1所示。
[0019] 對比例1 對原始狀態(tài)Zr-lNb-0. 2Cu合金焊接封頭不作任何處理，直接測量其顯微維氏硬度，測 試結果如表1所示。
[0020] 對比例2 本對比例提供一種Zr-lNb-0. 2Cu合金焊接封頭的熱處理方法： 將Zr-lNb-0. 2Cu合金焊接封頭放入真空度為KT5Pa的真空熱處理爐中，加熱至360°C， 保溫100 min,然后隨爐自然冷卻。
[0021] 對熱處理處理后的焊接封頭進行顯微維氏硬度測試，測試結果如表1所示。
[0022] 對比例3 本對比例提供一種Zr-lNb-0. 2Cu合金焊接封頭的熱處理方法： 將Zr-lNb-0. 2Cu合金焊接封頭放入真空度為KT5Pa的真空熱處理爐中，加熱至560°C， 保溫50 min,然后隨爐自然冷卻。
[0023] 對熱處理處理后的焊接封頭進行顯微維氏硬度測試，測試結果如表1所示。
[0024] 對比例4 對原始狀態(tài)Zr-lNb-0. OlCu合金焊接封頭不作任何處理，直接測量其顯微維氏硬度， 測試結果如表1所示。
[0025] 表1為實施例廣4和對比例廣4的硬度測試結果

【權利要求】
1. 一種提高Zr-Nb-Cu系合金焊接封頭硬度的熱處理方法，其特征在于：將Zr-Nb-Cu 系合金焊接封頭在真空環(huán)境下加熱至350-48(TC，保溫4(T60 min，然后在所述真空環(huán)境下 自然冷卻，得到Zr-Nb-Cu系合金焊接封頭成品。
2. 根據(jù)權利要求1所述的提高Zr-Nb-Cu系合金焊接封頭硬度的熱處理方法，其特征在 于：所述真空環(huán)境的真空度為l(T4~l(T5Pa。
3. 根據(jù)權利要求1所述的提高Zr-Nb-Cu系合金焊接封頭硬度的熱處理方法，其特征在 于：所述Zr-Nb-Cu系合金為Zr-INb-O. 2Cu合金或Zr-INb-O. OlCu合金。
【文檔編號】C22F1/18GK104388864SQ201410768359
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年12月15日 優(yōu)先權日:2014年12月15日
【發(fā)明者】王榮山, 柏廣海, 張晏瑋, 梅金娜, 劉二偉, 杜晨曦, 耿劍橋, 束國剛, 劉彥章 申請人:蘇州熱工研究院有限公司, 中國廣核集團有限公司, 中國廣核電力股份有限公司, 中廣核工程有限公司