金元素形成第二相顆粒。Fe含 量較多，則形成的顆粒就多。鋯合金中第二相顆粒細(xì)小、量多、均勻分布，合金的耐腐蝕性能 就好，因此本發(fā)明的用于輕水反應(yīng)堆的鋯合金中量不少的Fe也促使鋯合金的耐腐蝕性能 改善。該元素也將提高合金的強度，但量多不利于產(chǎn)品的加工。
[0052] 由于V的能量較高并和0有高的親和力，促使鋯合金表面的氧化膜穩(wěn)定。因此，加 V能提高鋯合金的抗腐蝕性能?；谠O(shè)計中的Nb含量較高，根據(jù)有關(guān)試驗，本發(fā)明的用于 輕水反應(yīng)堆的鋯合金所加的V含量不高既有利于發(fā)揮Nb的有利作用，還能保持V的有利作 用。所加的V還能降低氫的吸收，這必然會降低鋯合金的輻照生長和提高疲勞性能。
[0053] 由于較少Cu的加入會使第二相顆粒細(xì)小，有利于耐腐蝕性能的改善，因此本發(fā)明 的用于輕水反應(yīng)堆的鋯合金中加入較少的Cu。試驗表明，鋯合金中既有Cu又有V，則合金 的耐腐蝕性能更好。
[0054] 由于在鋯合金中0對降低輻照蠕變的作用更大，因此在本發(fā)明的用于輕水反應(yīng)堆 的鋯合金中加入較多的〇對提高蠕變性能是更好的。同時，〇也能提高鋯合金的強度，但〇 含量過高不利于锫合金的加工。
[0055] 降低鋯合金的退火溫度使鋯基體中合金元素含量少，使合金的第二相顆粒細(xì)小、 量多，特別是0 -Nb，因此提高了本發(fā)明的用于輕水反應(yīng)堆的鋯合金的耐腐蝕性能。
[0056] 以下將結(jié)合附圖對本發(fā)明的構(gòu)思、具體結(jié)構(gòu)及產(chǎn)生的技術(shù)效果作進一步說明，以 充分地了解本發(fā)明的目的、特征和效果。
【附圖說明】
[0057] 圖1是本發(fā)明的第一個較佳實施例制備的鋯合金的顯微組織SEM圖片；
[0058] 圖2是本發(fā)明的第二個較佳實施例制備的鋯合金的顯微組織SEM圖片；
[0059] 圖3是本發(fā)明的第三個較佳實施例制備的鋯合金的顯微組織SEM圖片；
[0060] 圖4是圖1、圖2與圖3中所示三個鋯合金樣品的腐蝕增重曲線圖；
[0061] 圖5是用Zr-Sn-Nb-(Fe，Cr，V)作包殼的燃料棒的耐腐蝕性能圖。
【具體實施方式】
[0062] 根據(jù)本發(fā)明所披露的鋯合金，其組分為：0. 10~0. 40重量％的錫、0. 50~1. 50重 量％的鈮、0. 01~0. 20重量％的鐵、0. 06~0. 20重量％的氧；0. 01~0. 09重量％的釩和 /或0. 01~0. 09重量％的銅，余量為锫。
[0063] 優(yōu)選地，鋯合金的組分為：0. 15~0. 35重量％的錫、0. 85~1. 20重量％的鈮、 0. 08~0. 12重量％的鐵、0. 10~0. 20重量％的氧、0. 04~0. 06重量％的釩；余量為鋯。
[0064] 優(yōu)選地，鋯合金的組分為：0. 15~0. 35重量％的錫、0. 85~1. 20重量％的鈮、 0. 08~0. 12重量％的鐵、0. 10~0. 20重量％的氧、0. 04~0. 06重量％的銅；余量為鋯。
[0065] 優(yōu)選地，鋯合金的組分為：0. 15~0. 35重量％的錫、0. 85~1. 20重量％的鈮、 0? 08~0? 12重量％的鐵、0? 10~0? 20重量％的氧、0? 04~0? 06重量％的釩、0? 04~0? 06 重量％的銅；余量為锫。
[0066] 以下，參考表1中的實施例描述本發(fā)明。
[0067] 表 1
【主權(quán)項】
1. 一種鋯合金材料，其特征在于，所述鋯合金材料的組分為： 0. 10~0. 40重量％的錫； 0. 50~1. 50重量％的鈮； 0. 01~0. 20重量％的鐵； 0. 06~0. 20重量％的氧； 0. 01~0. 09重量％的釩和/或0. 01~0. 09重量％的銅；和 余量锫。
2. 如權(quán)利要求1所述的鋯合金材料，其特征在于，所述鋯合金材料中還包含第二相顆 粒，所述第二相顆粒的面積份額為3. 5~15%。
3. 如權(quán)利要求2所述的鋯合金材料，其特征在于，其中所述第二相顆粒的平均粒徑不 大于100nm。
4. 如權(quán)利要求1、2或3所述的鋯合金材料，其特征在于，所述鋯合金材料的組分為： 0. 10~0. 40重量％的錫； 0. 85~1. 50重量％的鈮； 0. 01~0. 20重量％的鐵； 0. 06~0. 20重量％的氧； 0. 01~0. 09重量％的釩；和 余量锫。
5. 如權(quán)利要求4所述的鋯合金材料，其特征在于，所述鋯合金材料的組分為： 0. 15~0. 35重量％的錫； 0. 85~1. 20重量％的鈮； 0. 08~0. 12重量％的鐵； 0? 10~0? 20重量％的氧； 0. 04~0. 06重量％的釩；和 余量锫。
6. 如權(quán)利要求5所述的鋯合金材料，其特征在于，所述鋯合金材料的組分為： 0. 25重量％的錫； 1. 00重量％的鈮； 0. 10重量％的鐵； 0. 13重量％的氧； 0. 05重量％的釩；和 余量锫。
7. 如權(quán)利要求1、2或3所述的鋯合金材料，其特征在于，所述鋯合金材料的組分為： 0. 10~0. 40重量％的錫； 0. 85~1. 50重量％的鈮； 0. 01~0. 20重量％的鐵； 0. 06~0. 20重量％的氧； 0. 01~0. 09重量％的銅；和 余量锫。
8. 如權(quán)利要求7所述的鋯合金材料，其特征在于，所述鋯合金材料的組分為： 0. 15~0. 35重量％的錫； 0. 85~1. 20重量％的鈮； 0. 08~0. 12重量％的鐵； 0? 10~0? 20重量％的氧； 0. 04~0. 06重量％的銅；和 余量锫。
9. 如權(quán)利要求8所述的鋯合金材料，其特征在于，所述鋯合金材料的組分為： 0. 25重量％的錫； 1. 00重量％的鈮； 0. 10重量％的鐵； 0. 13重量％的氧； 0. 05重量％的銅；和 余量锫。
10. 如權(quán)利要求1、2或3所述的鋯合金材料，其特征在于，所述鋯合金材料的組分為： 0. 10~0. 40重量％的錫； 0. 85~1. 50重量％的鈮； 0. 01~0. 20重量％的鐵； 0. 06~0. 20重量％的氧； 0. 01~0. 09重量％的釩； 0. 01~0. 09重量％的銅；和 余量锫。
11. 如權(quán)利要求10所述的鋯合金材料，其特征在于，所述鋯合金材料的組分為： 0. 15~0. 35重量％的錫； 0. 85~1. 20重量％的鈮； 0. 08~0. 12重量％的鐵； 0? 10~0? 20重量％的氧； 0. 04~0. 06重量％的釩； 0. 04~0. 06重量％的銅；和 余量锫。
12. 如權(quán)利要求11所述的鋯合金材料，其特征在于，所述鋯合金材料的組分為： 0. 25重量％的錫； 1. 00重量％的鈮； 0. 10重量％的鐵； 0. 13重量％的氧； 0. 05重量％的釩； 0. 05重量％的銅；和 余量锫。
【專利摘要】一種用于輕水堆較高燃耗下的鋯合金材料，其組分為： 0.10～0.40重量%的錫、0.50～1.50重量%的鈮、0.01～0.20重量%的鐵、0.06～0.20重量%的氧；還包含：0.01～0.09重量%的釩和/或0.01～0.09重量%的銅，余量為鋯。本發(fā)明的鋯合金具有優(yōu)良的耐腐蝕性能，該合金與現(xiàn)有技術(shù)的鋯合金相比，在高溫純水中具有更為優(yōu)異的耐腐蝕性能，適用于核反應(yīng)堆較高燃耗下的燃料棒包殼材料、格架條帶及結(jié)構(gòu)件的耐腐蝕鋯合金材料。
【IPC分類】C22C1-02, C22F1-18, C22C16-00
【公開號】CN104745875
【申請?zhí)枴緾N201310745383
【發(fā)明人】黃錦華, 曾奇鋒, 劉家正, 陳磊, 朱麗兵, 盧俊強
【申請人】上海核工程研究設(shè)計院
【公開日】2015年7月1日
【申請日】2013年12月30日