[发明专利]一种核燃料组件包壳材料FeCrAl基合金及其制备方法

权利要求书

1.一种核燃料组件包壳材料FeCrAl基合金，其特征在于，按重量百分含量计，由以下组分组成：

Cr：12.5～14.5%，Al：3.5～5.5%，Mo：2～3%，Nb：1～2.5%，Si：0.1～0.5%，Zr：0.1～0.5%，V：0.05～0.2%，Ga：0～0.05%，Ce：0.01～0.1%，C：≤0.008%，N：≤0.005%，O：≤0.003%，余量为Fe和杂质；其中，Cr、Al及Si合金元素的总重量百分比含量为18.4%～20.5%，Mo、Nb、Zr及V合金元素的总重量百分比含量为5.5%～6.2%；所述Cr，Al含量的总和与Mo、Nb、Zr及V含量总和的比值为3.2～3.6；

上述合金的制备方法包括：

1）、将FeCrAl基合金的配方按比例混合，熔炼制备铸锭；

2）、上述铸锭进行高温均匀化退火，退火温度大于等于1125℃，保温时间大于等于3.5h；

3）、去除均匀化退火后铸锭的表面氧化皮，将表面清洁处理后进行高温锻造，始锻温度：大于等于1060℃，终锻温度：大于等于825℃，锻造比大于等于1.8；

4）、去除锻造后板材的表面氧化皮，将表面清洁处理后的板材进行热处理，热处理过程为：770～800℃下处理1～2h；热处理后进行板材的热轧，热轧温度小于等于845℃，材料变形量大于等于50%；

5）、将热轧后的板材进行热时效处理，具体时效温度为：700℃～800℃，时效时间为：20h～100h；

6）、将热时效处理后的热轧板材进行冷轧，冷轧过程中的中间退火温度及最后退火温度小于等于740℃，冷轧变形量大于等于40%。

2.根据权利要求1所述的一种核燃料组件包壳材料FeCrAl基合金，其特征在于，按重量百分含量计，由以下组分组成：

Cr：12.5～13%，Al：4.5～5.5%，Mo：2～3%，Nb：1～2.5%，Si：0.1～0.5%，Zr：0.2～0.5%，V：0.1～0.2%，Ga：0.02～0.05%，Ce：0.01～0.1%，C：≤0.008%，N：≤0.005%，O：≤0.003%，余量为Fe和杂质。

3.根据权利要求1所述的一种核燃料组件包壳材料FeCrAl基合金，其特征在于，按重量百分含量计，由以下组分组成：

Cr：12.5～14.5%，Al：3.5～5.5%，Mo：2.5～3%，Nb：2.0～2.5%，Si：0.2～0.4%，Zr：0.4～0.5%，V：0.1～0.2%，Ga：0.02～0.05%，Ce：0.01～0.1%，C：≤0.008%，N：≤0.005%，O：≤0.003%，余量为Fe和杂质。

4.根据权利要求1所述的一种核燃料组件包壳材料FeCrAl基合金，其特征在于，按重量百分含量计，由以下组分组成：

Cr：13%，Al：5.0%，Mo：3%，Nb：2.0%，Si：0.4%，Zr：0.4%，V：0.2%，Ga：0.05%，Ce：0.1%，C：≤0.008%，N：≤0.005%，O：≤0.003%，余量为Fe和杂质。

5.一种如权利要求1至4任一项所述核燃料组件包壳材料FeCrAl基合金的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）、将FeCrAl基合金的配方按比例混合，熔炼制备铸锭；

2）、上述铸锭进行高温均匀化退火，退火温度大于等于1125℃，保温时间大于等于3.5h；

3）、去除均匀化退火后铸锭的表面氧化皮，将表面清洁处理后进行高温锻造，始锻温度：大于等于1060℃，终锻温度：大于等于825℃，锻造比大于等于1.8；

4）、去除锻造后板材的表面氧化皮，将表面清洁处理后的板材进行热处理，热处理过程为：770～800℃下处理1～2h；热处理后进行板材的热轧，热轧温度小于等于845℃，材料变形量大于等于50%；

5）、将热轧后的板材进行热时效处理，具体时效温度为：700℃～800℃，时效时间为：20h～100h；

6）、将热时效处理后的热轧板材进行冷轧，冷轧过程中的中间退火温度及最后退火温度小于等于740℃，冷轧变形量大于等于40%。