[发明专利]一种核反应堆用Y‑Tb‑RE合金棒材及其制备方法

摘要

本发明涉及一种核反应堆用Y‑Tb‑RE合金棒材及其制备方法；属于核反应堆用金属材料的加工与制备技术领域。本发明所设计的合金中Y的含量49～90％，Tb的含量10～51％，其余为除Y和Tb以外的稀土元素RE。按本发明设计的组分配料后在真空气氛保护下进行熔炼和均匀化处理，并通过近等温和气氛保护条件下热挤压和拉拨处理，得到元素分布均匀、Tb的线密度可控的成品。所述成品的室温抗拉强度≥180MPa，断后伸长率不低于10％，尺寸可精确至0.05mm以下，密度偏差不超过0.1g/cm3，且成品中Tb的线密度为0.1～0.5g/cm，线密度偏差不超过0.01g/cm，可用作灰控制棒用吸收体材料。

主权项

一种核反应堆用Y‑Tb‑RE合金棒材，其特征在于；以质量百分比计包括下述组分：Y  49~90%；Tb 10~51%；RE 0~31%；所述RE选自除Y、Tb之外任意稀土元素中的至少一种；同一根合金棒材中，Tb的线密度偏差≤0.01 g/cm；所述核反应堆用Y‑Tb‑RE合金棒材的制备方法为：按设计的组分含量，分别配取Y源、Tb源、RE源作为原料；所述原料依次经熔铸、均匀化处理、近等温挤压、多道次拉拨，得到成品；Y源为钇锭；Tb源为铽锭、RE源中稀土元素的价态为0；所述钇锭的纯度大于等于99.8wt%；所述铽锭的纯度大于等于99.8wt%；所述RE源中稀土元素总含量的质量百分比大于等于99.8%；所述熔铸是：将配取的Y源、Tb源、RE源置于真空冶炼炉中，抽真空至6.0×10‑3Pa以下后充入保护气体，升温熔炼并充分搅拌，静置后铸锭；所述均匀化处理是：将铸锭置于加热炉内后，抽真空至6.0×10‑3Pa以下后充入保护气体；然后升温至700~900℃并保温18~24小时，随炉冷却至室温，得到均匀化处理后的铸锭；所述近等温挤压过程中，控制铸锭温度在开挤温度的±6 ℃范围内；所述近等温挤压工艺参数为：保护气氛下，将均匀化处理后的铸锭加热至开挤温度660‑800℃；进行近等温挤压，控制挤压应变速率为0.01‑0.5 s‑1、挤压比为9~65:1，挤压后工件置于60~100 ℃的热油中冷却；所述多道次拉拨的工艺参数为：道次变形量10‑20%；道次间，进行保护气氛退火，退火温度为300~700℃、保温时间为1~6分钟；退火后置于60~100 ℃的热油中冷却；所述保护气体选自氮气或惰性气体中的一种。