[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

摘要

本发明公开了一种核燃料组件包壳材料FeCrAl基合金及其制备方法，所述合金由以下组分组成：Cr，Al，Mo，Nb，Si，Zr，V，Ga，Ce，C，N，O，Fe，杂质，其中，Cr、Al及Si合金元素的总重量百分比含量为16.1％～20.5％，Mo、Nb、Zr及V合金元素的总重量百分比含量为3.1％～6.2％。本发明所述合金通过合理控制各个组分之间的比例，在此范围内的合金元素之间的相互作用，不仅能够确保FeCrAl基合金的抗高温氧化性能，能够避免Cr、Al含量过高导致的合金硬化及脆化倾向，同时兼具较高的高温强度和韧性。

主权项

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%。