[发明专利]锆合金板材的再加工工艺

说明书

技术领域

本发明属于金属材料加工技术，具体涉及锆合金板材的再加工工艺。

背景技术

锆合金由于具有热中子吸收截面低、抗腐蚀性能好等优点长期以来作为水冷核动力堆芯结构材料。通常由工厂制造的成品材料可直接用于工程，但有些部件则需要对原材料或与其他材料组合进行再加工而制造成应用件。这样对锆合金材料而言将经历再一次加工，而再加工过程则会对其性能产生不同程度的影响。如要将几块板材叠加在一起加工，不但要保证几块板材经热轧后冶金结合良好，而且要减小或避免再加工对锆合金腐蚀及力学性能的影响，因此必须选定合理的热加工参数以确保其冶金结合质量以及把对各种性能的影响减小到最低程度。

关于加工工艺对锆合金性能影响的公开报道很多，但主要是针对未进行过加工的锆铸锭，研究了热轧、冷轧和再结晶退火工艺对锆合金材料的性能影响，未考虑成品材料经再加工对显微组织、力学及耐腐蚀等综合性能的影响。国内外尚未见到关于再加工对锆合金综合性能影响的相关报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能确保锆合金复合板具有良好冶金结合质量，最低程度减小再加工对锆合金组织、抗腐蚀及力学性能的影响的锆合金板材的再加工工艺。

本发明的技术方案如下：

一种锆合金板材的再加工工艺，其特征在于：所述再加工工艺的具体步骤如下：

第一步：将锆合金板材经砂纸打磨之后用水+硝酸+氢氟酸溶液酸洗锆合金板材光亮至镜面状态；

第二步：将锆合金板材包入铜或钢包套中，除气后焊接密封；

第三步：将包入铜或钢包套中的锆合金板材进行加热，加热温度750℃～800℃；保温时间：30分钟～1小时；

第四步：对加热后的锆合金板材进行热轧，热轧温度在750℃～800℃，热轧道次为1～4道次，热轧总变形量30％～70％；

第五步：除去铜或钢包套，用水+硝酸+氢氟酸溶液进行漂洗；

第六步：将热轧后锆合金板材进行冷轧，冷轧道次为2～5道次，冷轧总变形量5～15％；

第七步：将冷轧后锆合金板材放入真空退火炉中，在550℃～590℃进行再结晶退火，退火时间1～3小时。

其附加特征在于：

所述再加工工艺第一步中的水+硝酸+氢氟酸溶液的体积比为：40～45∶45∶5～10。

所述再加工工艺第一步中的的水+硝酸+氢氟酸溶液的体积比为：40∶45∶10。

所述的再加工工艺第四步中的热轧温度为780℃，热轧道次为4道次，变形量68％。

所述的再加工工艺第六步中冷轧道次为3道次，变形量10％。

所述的再加工工艺第七步中的再结晶退火温度为580℃，退火时间1.5小时。

本发明的效果在于：本发明通过确定合理的工艺参数，对锆合金成品板材进行再加工，采用本发明的再加工工艺加工的锆合金复合板具有良好的冶金结合性能以及仍然具有优良的力学及耐腐蚀性能。

附图说明

图1是经过再加工后的锆合金板材与原板材的腐蚀增重-时间曲线图。

具体实施方式

本发明的再加工工艺的具体步骤如下：

第一步：将Zr-Sn(Zr-4)或Zr-Sn-Nb(N18)锆合金板材经砂纸打磨之后用体积比为40～45∶45∶5～10的水+硝酸+氢氟酸溶液酸洗锆合金板材光亮至镜面状态；

第二步：将锆合金板材包入铜或钢包套中，除气后焊接密封以防止热轧过程被氧化；

第三步：将包入铜或钢包套中锆合金板材进行加热，加热温度750℃～800℃；保温时间30分钟～1小时；

第四步：对加热后的锆合金板材进行热轧，热轧温度在750℃～800℃，热轧道次为1～4道次，热轧总变形量30％～70％；

第五步：热轧后除去铜或钢包套，并用体积比为：40～45∶45∶5～10的水+硝酸+氢氟酸溶液进行漂洗，除去表面的玷污。

第六步：将热轧后锆合金板材进行2～5道次冷轧，冷轧总变形量5～15％；

第七步：将冷轧后锆合金板材放入真空退火炉中，在550℃～590℃进行再结晶退火，退火时间1～3小时。

如图1所示，将按照上述再加工工艺加工的、Zr-Sn(Zr-4)、Zr-Sn-Nb(N18)合金板材在400℃，10.3MPa过热蒸汽中进行腐蚀试验，结果表明，其耐腐蚀性能没有明显下降，板材之间具有良好冶金结合性能，最大限度地减小或避免了再加工对锆合金板材显微组织、耐腐蚀及力学性能的影响。