燃料元件的覆層材料的一部分。
[0195]63.如項(xiàng)目61所述的方法，其中發(fā)電還包括產(chǎn)生電功率和熱功率中的至少一種。
[0196]64.如項(xiàng)目61所述的方法，其中所述組合物的至少大體上全部具有馬氏體相。
[0197]65.一種燃料元件，包括由以下方法制備的管狀組合物，所述方法包括:
[0198]在第一條件下在第一溫度下熱處理包括鐵基組合物的材料，在所述第一條件下所述鐵基組合物中的至少一些被轉(zhuǎn)化為奧氏體相；
[0199]在第二條件下在冷卻速率下將所述材料冷卻至第二溫度，在所述第二條件下所述鐵基組合物中的至少一些被轉(zhuǎn)化為馬氏體相；以及
[0200]在第三條件下在第三溫度下熱處理所述材料，在所述第三條件下碳化物被沉淀。
[0201]66.如項(xiàng)目65所述的燃料元件，其中所述燃料組件是核燃料組件的一部分。
[0202]67.如項(xiàng)目65所述的燃料元件，其中所述方法還包括控制所述鐵基組合物中的N的以減輕所述鐵基組合物的δ-鐵素體相的形成。
[0203]68.如項(xiàng)目65所述的燃料元件，其中所述方法還包括將引入所述鐵基組合物中并將所述鐵基組合物中的N的界1:%控制在約0.0lwt %和約0.04wt%之間。
[0204]69.如項(xiàng)目65所述的燃料元件，其中所述第一溫度高于所述第三溫度。
[0205]70.如項(xiàng)目65所述的燃料元件，其中在所述第一條件下所述鐵基組合物的大體上全部被轉(zhuǎn)化為奧氏體相。
[0206]71.如項(xiàng)目65所述的燃料元件，其中在所述第二條件下所述鐵基組合物的大體上全部被轉(zhuǎn)化為馬氏體相。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種制備組合物的方法，所述方法包括: 在第一條件下在第一溫度下熱處理包括鐵基組合物的材料，在所述第一條件下所述鐵基組合物中的至少一些被轉(zhuǎn)化為奧氏體相； 在第二條件下在冷卻速率下將所述材料冷卻至第二溫度，在所述第二條件下所述鐵基組合物中的至少一些被轉(zhuǎn)化為馬氏體相；以及 在第三條件下在第三溫度下熱處理所述材料，在所述第三條件下碳化物被沉淀。2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述材料在所述第一溫度下所述熱處理之前被冷車U冷拔、及皮爾格軋制中的至少一種。3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述鐵基組合物包括鋼。4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述鐵基組合物包括選自Cr、C、Mo、N1、Mn、V、W、S1、N、S及P的至少一種元素。5.如權(quán)利要求1所述的方法，其中在所述第一溫度下熱處理包括溶解如果有的話存在于所述鐵基組合物中的碳化物的至少大體上全部。6.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第一溫度在約1025°C和約1100°C之間。7.如權(quán)利要求1所述的方法，其中在所述第一溫度下熱處理包括將所述材料加熱至所述第一溫度。8.如權(quán)利要求1所述的方法，其中在所述第一溫度下熱處理被進(jìn)行持續(xù)至少5分鐘。9.如權(quán)利要求1所述的方法，其中在所述第一溫度下熱處理被進(jìn)行持續(xù)約5分鐘和約120分鐘之間。10.如權(quán)利要求1所述的方法，其中在所述第一溫度下熱處理中的所述鐵基組合物的大體上全部均被轉(zhuǎn)化為奧氏體相。11.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第二溫度為約20°c。12.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述冷卻包括通過空氣和液體中的至少一種來冷卻。13.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述鐵基組合物的大體上全部在所述冷卻中被轉(zhuǎn)化為馬氏體相。14.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述鐵基組合物在冷卻結(jié)束時(shí)大體上不含選自鐵素體相和奧氏體相的至少一種相。15.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第三溫度在約650°C和約780°C之間。16.如權(quán)利要求1所述的方法，其中在所述第三溫度下熱處理包括將所述材料加熱至所述第三溫度。17.如權(quán)利要求1所述的方法，其中在所述第三溫度下熱處理被進(jìn)行持續(xù)約0.5小時(shí)至約3小時(shí)之間。18.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第三條件減輕所述鐵基組合物的鐵素體相的形成。19.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括將所述材料從所述第三溫度冷卻至低于所述第三溫度的第四溫度。20.如權(quán)利要求1所述的方法，其中在所述第三溫度下熱處理在豎式熔爐中進(jìn)行。21.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述碳化物中的至少一些在大于或等于約650°C的溫度下是熱穩(wěn)定的。22.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述碳化物中的至少一些具有小于或等于約I微米的大小。23.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述碳化物中的至少一些均勻地分布在所述馬氏體相內(nèi)。24.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第三溫度低于所述第一溫度。25.—種制備組合物的方法，所述方法包括: 使材料經(jīng)歷冷拔、冷軋及皮爾格軋制中的至少一種； 在第一條件下在第一溫度下熱處理包括鐵基組合物的所述材料，在所述第一條件下所述鐵基組合物中的至少一些被轉(zhuǎn)化為奧氏體相； 在第二條件下在冷卻速率下將所述材料冷卻至第二溫度，在所述第二條件下所述鐵基組合物中的至少一些被轉(zhuǎn)化為馬氏體相；以及 在第三條件下在第三溫度下熱處理所述材料，在所述第三條件下碳化物被沉淀。26.如權(quán)利要求25所述的方法，還包括擠壓包括所述鐵基組合物的坯料。27.如權(quán)利要求25所述的方法，其中經(jīng)歷包括中間退火所述材料。28.如權(quán)利要求25所述的方法，其中經(jīng)歷包括在低于從鐵素體相到奧氏體相的轉(zhuǎn)化溫度的溫度下中間退火所述材料。29.如權(quán)利要求25所述的方法，還包括在所述經(jīng)歷之前形成包括所述鐵基組合物的坯料，其中所述形成包括選自以下的至少一個(gè)過程:冷陰極感應(yīng)熔化、真空感應(yīng)熔化、真空電弧重熔及電渣重熔。30.如權(quán)利要求25所述的方法，還包括形成包括所述鐵基組合物的坯料，以及在經(jīng)歷之前純化所述坯料。31.如權(quán)利要求25所述的方法，其中經(jīng)歷還包括使所述材料的厚度減少至少15%。32.如權(quán)利要求25所述的方法，其中所述第三條件減輕所述鐵基組合物的δ-鐵素體相的形成。33.如權(quán)利要求25所述的方法，還包括將所述材料從所述第三溫度冷卻至低于所述第三溫度的第四溫度。34.如權(quán)利要求25所述的方法，還包括將所述材料從所述第三溫度冷卻至約20°C的第四溫度。35.如權(quán)利要求25所述的方法，其中所述組合物是燃料元件的一部分，且所述第三溫度在約700 °C。36.如權(quán)利要求25所述的方法，其中所述組合物是燃料導(dǎo)管的一部分，且所述第三溫度在約650 °C。37.如權(quán)利要求25所述的方法，其中所述第三溫度低于所述第一溫度。38.如權(quán)利要求25所述的方法，其中所述第二溫度為約20°C。39.如權(quán)利要求25所述的方法，其中所述鐵基組合物包括鋼。40.如權(quán)利要求25所述的方法，其中所述鐵基組合物包括選自Cr、C、Mo、N1、Mn、V、W、S1、N、S及P的至少一種元素。41.一種組合物，包括:(Fe)a(Cr)b(M)c; 其中a、b及c各自是表示重量百分比的大于零的數(shù)字； M是至少一種過渡金屬元素； b在11和12之間； c在約0.25和約0.9之間；且 所述組合物還包括在約0.01wt%和約0.04wt%之間的至少N。42.如權(quán)利要求41所述的組合物，其中M是Mo、N1、Mn、W及V中的至少一種。43.如權(quán)利要求41所述的組合物，還包括至少一種非金屬元素，所述至少一種非金屬元素包括選自S1、S和P的至少一種元素。44.如權(quán)利要求41所述的組合物，還包括銅。45.如權(quán)利要求41所述的組合物，其中N在約0.01wt%和約0.03wt%之間。46.如權(quán)利要求41所述的組合物，還包括: 在約1wt%和約12.5wt%之間的Cr ； 在約0.17wt%和約0.22wt%之間的C ； 在約0.80界1:%和約1.2wt%之間的Mo ； 小于或等于約0.5界1:%的Si ； 小于或等于約1.0wt %的Mn ； 在約0.25wt%和約0.35wt%之間的V ； 在約0.40界1:%和約0.60wt%之間的W ； 小于或等于約0.03界1:%的P ;以及 小于或等于約0.03界1:%的S。47.如權(quán)利要求41所述的組合物，還包括: 在約 0.3wt %0.7wt% 之間的 Ni ο48.如權(quán)利要求41所述的組合物，還包括:約 11.5wt% 的 Cr ；約 0.20wt%^ C ；約 0.90wt% 的 Mo ；約 0.55wt%^ Ni ；約 0.65wt% 的 Mn ；約 0.30wt%^ V ； 約0.50界七％的W ; 約0.20界七％的Si ;以及 約 0.02wt%^ No49.如權(quán)利要求41所述的組合物，其中所述組合物的至少大體上全部具有馬氏體相。50.如權(quán)利要求41所述的組合物，其中所述組合物具有小于或等于約9的凈Creq051.一種組合物，包括:(Fe) a(Cr)“Mo、N1、Mn、W、V) c; 其中a、b及c各自是表示重量百分比的大于零的數(shù)字； b在11和12之間； C在約0.25和約0.9之間；且 通過a來平衡； 所述組合物的至少大體上全部具有馬氏體相；且 所述組合物還包括在約0.01wt%和約0.04wt%之間的N。52.如權(quán)利要求51所述的組合物，還包括大體上均勻地分布于所述組合物中的碳化物。53.如權(quán)利要求51所述的組合物，還包括具有小于或等于約I微米的大小的碳化物。54.如權(quán)利要求51所述的組合物，其中所述組合物至少大體上不含δ-鐵素體相。55.如權(quán)利要求51所述的組合物，其中所述組合物具有小于或等于約9的Creq056.如權(quán)利要求51所述的組合物，其中所述組合物在大于或等于約650°C的溫度下是大體上熱穩(wěn)定的。57.一種燃料元件的覆層材料，所述覆層材料包括權(quán)利要求51所述的組合物。58.一種發(fā)電設(shè)備，其中其燃料組件的至少一部分包括權(quán)利要求51所述的組合物。59.一種核設(shè)備，其中其燃料組件的至少一部分包括權(quán)利要求51所述的組合物。60.一種核反應(yīng)堆，其中所述燃料元件的至少一部分包括權(quán)利要求51所述的組合物。61.一種使用燃料組件的方法，包括: 使用燃料組件發(fā)電，所述燃料組件的燃料元件包括鐵基組合物，所述鐵基組合物由以下化學(xué)式表示:(Fe)a(Cr)b(M)c; 其中a、b及c各自是表示重量百分比的大于零的數(shù)字； M是至少一種過渡金屬元素； b在11和12之間； c在約0.25和約0.9之間；且 通過a來平衡；且 所述組合物包括在約0.01wt%和約0.04wt%之間的至少N。62.如權(quán)利要求61所述的方法，其中所述鐵基組合物是所述燃料元件的覆層材料的一部分。63.如權(quán)利要求61所述的方法，其中發(fā)電還包括產(chǎn)生電功率和熱功率中的至少一種。64.如權(quán)利要求61所述的方法，其中所述組合物的至少大體上全部具有馬氏體相。65.一種燃料元件，包括由以下方法制備的管狀組合物，所述方法包括: 在第一條件下在第一溫度下熱處理包括鐵基組合物的材料，在所述第一條件下所述鐵基組合物中的至少一些被轉(zhuǎn)化為奧氏體相； 在第二條件下在冷卻速率下將所述材料冷卻至第二溫度，在所述第二條件下所述鐵基組合物中的至少一些被轉(zhuǎn)化為馬氏體相；以及 在第三條件下在第三溫度下熱處理所述材料，在所述第三條件下碳化物被沉淀。66.如權(quán)利要求65所述的燃料元件，其中所述燃料組件是核燃料組件的一部分。67.如權(quán)利要求65所述的燃料元件，其中所述方法還包括控制所述鐵基組合物中的N的以減輕所述鐵基組合物的δ-鐵素體相的形成。68.如權(quán)利要求65所述的燃料元件，其中所述方法還包括將wt%的N引入所述鐵基組合物中并將所述鐵基組合物中的N的界1:%控制在約0.0lwt %和約0.04wt%之間。69.如權(quán)利要求65所述的燃料元件，其中所述第一溫度高于所述第三溫度。70.如權(quán)利要求65所述的燃料元件，其中在所述第一條件下所述鐵基組合物的大體上全部被轉(zhuǎn)化為奧氏體相。71.如權(quán)利要求65所述的燃料元件，其中在所述第二條件下所述鐵基組合物的大體上全部被轉(zhuǎn)化為馬氏體相。
【專利摘要】公開的實(shí)施方案包括燃料組件、燃料元件、覆層材料、制備燃料元件的方法以及使用燃料元件的方法。
【IPC分類】C23C8/00
【公開號(hào)】CN104981559
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201380068565
【發(fā)明人】邁卡·J·哈克特, 羅納德·L·克魯赫
【申請(qǐng)人】泰拉能源公司
【公開日】2015年10月14日
【申請(qǐng)日】2013年12月23日
【公告號(hào)】EP2938751A1, US20140182749, WO2014105795A1