[发明专利]一种在核电用锆材中获得高密度纳米孪晶的方法有效

专利信息
申请号: 201610259231.3 申请日: 2016-04-25
公开(公告)号: CN105714225B 公开(公告)日: 2018-01-16
发明(设计)人: 柴林江;王姝俨;陈宝凤 申请(专利权)人: 重庆理工大学
主分类号: C22F1/18 分类号: C22F1/18
代理公司: 重庆博凯知识产权代理有限公司50212 代理人: 李晓兵
地址: 400054 重*** 国省代码: 重庆;85
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摘要: 发明介绍了一种在核电用锆材中获得高密度纳米孪晶的方法。它通过采用核电用Zr‑2.5Nb合金,对其表面进行抛光处理后,置于脉冲激光的工位上,在氩气保护下,使用脉冲激光束对样品表面进行处理。该激光表面处理方法的主要参数范围激光功率20~600W,能量密度3~50J/mm2,脉冲宽度2~6ms,离焦量2~4mm,扫描速度5~25mm/s。本发明可在核电用Zr‑2.5Nb合金表面形成由高密度纳米孪晶组成的具有一定深度的改性层组织,且改性层深度可达3mm;可使材料的强度、硬度等力学性能得到显著提升,硬度最高可达340HV;可使核电用锆材表面显微组织大大细化,显微硬度和强度大大提高,进而改善其表面综合机械性能。
搜索关键词: 一种 核电 用锆材中 获得 高密度 纳米 方法
【主权项】:
一种在核电用锆材中获得高密度纳米孪晶的方法,其特征在于包括以下步骤:(1) 工件的制备首先利用线切割设备将核用Zr‑2.5Nb合金样品制成尺寸符合工艺要求的工件,将工件依次经过金相水磨砂纸逐级打磨平滑光亮;再对工件进行电解抛光,抛光电压为20V,抛光温度为‑40~‑20℃,抛光时间为30~60s,电解抛光完成后将工件取出,并分别用清水与无水乙醇清洗工件表面;最后将工件表面吹干,并不留水渍痕迹;将工件打磨平滑光亮的砂纸依次为400#、800#、1000#、1500#、2000#和3000#的水磨砂纸;工件表面处理所用电解抛光液体积比为:6%的高氯酸,72%的甲醇,22%的乙二醇单丁醚;(2) 工件的脉冲激光处理将表面处理干净后的工件装夹在配用的夹具上,放入脉冲激光设备的工作室内,并向工作室内充入惰性气体作为保护气体;启动脉冲激光设备,加载电压,对锆合金材料的表面进行激光表面强化处理;脉冲激光表面强化处理的主要参数范围:激光功率20~600W,能量密度3~50J/mm2,脉冲宽度2~6ms,离焦量2~4mm,扫描速度5~25mm/s;将激光强化处理的样品取出,检查工件表面质量,通过脉冲激光表面处理后的核电用锆合金包壳材料表面形成由高密度纳米孪晶组成的具有一定深度的改性层组织,改性层深度为1.5~3mm。
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