[发明专利]一种耐蚀锆合金及其铸锭的制备方法和应用

权利要求书

1.一种制备耐蚀锆合金的铸锭的方法，其特征在于，该锆合金由以下质量百分含量的成分组成：Ti 1%~15%，Ta 0.05%~5%，Nb 0.05%~2%，O 0.05%~0.2%，N不超过0.01%，Ni不超过0.1%，Cu不超过0.01%，H不超过0.002%，其余为Zr和不可避免的杂质；该方法包括以下步骤：

步骤一、将海绵锆、海绵钛和锆铌屑混合后压制成电极块；

步骤二、将步骤一中压制成的电极块对称布置在锆钽二元中间合金板材的两侧，然后在保护气氛下进行焊接，得到自耗电极；所述锆钽二元中间合金板材中钽的质量含量为20%~50%，其余为锆和不可避免的杂质；

步骤三、将步骤二中得到的自耗电极放置于真空自耗电弧炉中进行两次以上的真空自耗熔炼，得到耐蚀锆合金的铸锭；所述真空自耗熔炼中的第一次真空自耗熔炼采用控制电流的方式进行，第二次以上真空自耗熔炼采用控制自耗电极熔化速度的方式进行。

2.根据权利要求1所述的一种制备耐蚀锆合金的铸锭的方法，其特征在于，由以下质量百分含量的成分组成：Ti 3%~10%，Ta 0.05%~2%，Nb 0.05%~1%，O 0.05%~0.16%，N不超过0.01%，Ni不超过0.1%，Cu不超过0.01%，H不超过0.002%，其余为Zr和不可避免的杂质。

3.根据权利要求2所述的一种制备耐蚀锆合金的铸锭的方法，其特征在于，由以下质量百分含量的成分组成：Ti 5%，Ta 0.1%，Nb 0.5%，O 0.12%，N不超过0.01%，Ni不超过0.1%，Cu不超过0.01%，H不超过0.002%，其余为Zr和不可避免的杂质。

4.根据权利要求1所述的一种制备耐蚀锆合金的铸锭的方法，其特征在于，步骤三中所述第一次真空自耗熔炼的过程为：熔炼电压25V~45V，熔前真空度低于1Pa，熔前漏气率低于1Pa/min，熔炼阶段真空度低于1Pa，起弧电流3kA~20kA，熔炼阶段电流为10kA~25kA。

5.根据权利要求4所述的一种制备耐蚀锆合金的铸锭的方法，其特征在于，所述熔炼阶段电流为12kA~22kA。

6.根据权利要求1所述的一种制备耐蚀锆合金的铸锭的方法，其特征在于，步骤三中所述第二次以上真空自耗熔炼的过程均为：熔炼电压25V~45V，熔前真空度低于1Pa，熔前漏气率低于1Pa/min，熔炼阶段真空度低于1Pa，起弧电流3kA~20kA，熔炼阶段自耗电极熔化速度为12kg/min~55kg/min。

7.根据权利要求1所述的一种制备耐蚀锆合金的铸锭的方法，其特征在于，所述真空自耗熔炼的次数为两次，且第二次真空自耗炼熔炼的熔炼阶段自耗电极熔化速度为12kg/min~40kg/min。

8.根据权利要求1所述的一种制备耐蚀锆合金的铸锭的方法，其特征在于，所述真空自耗熔炼的次数为三次以上，且第三次以上真空自耗炼熔炼的熔炼阶段自耗电极熔化速度为15kg/min~55kg/min。

9.一种如权利要求1~权利要求8中任一权利要求所述方法制备的耐蚀锆合金的铸锭在乏燃料后处理设备中的应用。