>[0177] 进行四次皮尔格式冷轧（pilgering)步骤以获得厚为0. 72_和直径为9. 5_的 包覆管，其中，在550°C~580°C下进行中间退火和最终退火1~2小时。
[0178] 对完全再结晶（在580°C下进行最终退火20小时）的样品进行了第一组测试，该 第一组测试是在415°C下在水蒸汽中进行168天，第一组测试的结果示于图16中，上述样品 没有经历高于600°C的退火，因此没有根据本发明进行处理。
[0179] 在图16中，线1是指参考合金1，线2是指合金2,线3是指合金3,线7行是指参 考合金7以及线8是指参考合金8。
[0180] 图16表明，168天后，与参考合金8 (Zr-I % Nb)相比，除根据本发明的合金2之外 的所有合金都有较大的质量增加，即较严重的腐蚀。参考合金1从一开始就比所有其它的 合金经历了更严重的腐蚀，并且这种趋势在整个测试过程中都得到证实。在测试的前100 天期间，合金3和参考合金7比参考合金8腐蚀稍慢，但之后它们的腐蚀加速，并且在168 天之后，它们比参考合金8腐蚀的略严重。在整个测试过程中，合金2比参考合金8保持较 少的腐蚀。因此，可以得出，在这些测试条件下，与参考合金8 (Zr-I % Nb)相比，根据本发明 的合金的腐蚀行为没有明显更差，或甚至更好。
[0181] 对相同的样品进行了第二组测试，并且对（根据本发明的）合金5也进行了第二 组测试，其结果示于图17中，但除参考合金8(Zr-l% Nb)之外的所有样品都在再结晶状态 下和在进行根据本发明的处理（在675°C下进行最终退火处理4小时）之后进行了测试。
[0182] 在图17中，线1是指在高温下进行退火的参考合金1，线Γ是指再结晶的参考合 金1，线2是指在高温下进行退火的合金2,线2'是指再结晶的合金2,线3是指在高温下进 行退火的合金3,线3'是指再结晶的合金3,线5是指在高温下进行退火的合金5,线5'是 指再结晶的合金5,线7是指在高温下进行退火的参考合金7,线7'是指再结晶的合金7,线 8是指参考合金8。
[0183] 从图17中可以看出：
[0184] 一般来讲，根据本发明的在相对较高的温度下退火趋于使所有合金的耐腐蚀性变 差；
[0185] 尽管如此，组成为根据本发明的组成并且根据本发明进行处理的合金（2、3、5)，与 参考合金8 (Zr-I % Nb)相比，保持了至少可接受的耐腐蚀性，并且有时甚至更好。
[0186] 特别是，合金2和5的行为特别好。
[0187] 根据本发明进行退火的合金与参考合金在415°C下在水蒸汽中的腐蚀动力学区 另|J，可以通过Nb在固溶体中的量的增加来解释。对于根据本发明的合金，该量保持可接受， 但对于参考合金1变得太高，其Nb含量为1%，接近于Nb含量的上限（1.05% )。但在参 考合金1的情况下，Cr含量太高（0. 25% )，因为它超出了容许Nb含量为0. 5%~1. 05% (包括端值）的Cr+V总和的最大值。在参考合金1的情况下，该最大值应是0. 21 %。过 量Cr的结果是出现不希望的β -Zr相（和β -Nb相），这降低耐腐蚀性。由于高温退火参 考合金7的腐蚀动力学增加，也被认为是太高。本发明人认为，在该合金中存在的Cu产生 Zr2Cu析出物，类似于不希望的Zr2Ni,特别是大量地产生Zr2Cu析出物。它们的存在可能是 合金7与根据本发明的合金相比耐腐蚀更差的原因，在根据本发明的合金中含有杂质水平 的Cu (和不大于0. 1%的Ni)。
[0188] 能够在大于600°C下对合金进行退火而不形成β -Zr的优点如下：
[0189] 能够在相对较短的时间内，即在若干分钟至1小时之间，达到完全或近乎完全再 结晶，而在580°C时，可能需要10小时或更长时间；
[0190] 能够使用连续退火炉来对处理运行的带材，能够在所有退火中使用连续退火炉， 并因此与使用批次退火炉相比能够极大地增加工厂的生产力；
[0191] 更容易地调节处理时间和温度，以获得限定尺寸范围的拉夫斯相，并因此更容易 地优化合金在给定使用条件下的耐腐蚀性；特别是，BWR和PWR反应堆对耐腐蚀性的最佳要 求不同；
[0192] 本发明所使用的合金对与所希望的温度略微不同的实际退火温度较不敏感；因 此，与通常的工艺相比，对退火条件非常精确的掌握对于良好的最终结果变得不再是那么 重要的条件。
[0193] 可由根据本发明的Zr合金制成的核反应堆的元件是下面的元件：
[0194] 轻水核反应堆的燃料组件的燃料包覆管；
[0195] 压水核反应堆的燃料组件的导套管；
[0196] 沸水核反应堆的燃料组件的燃料通道；
[0197] 沸水核反应堆的燃料组件的水通道；
[0198] 轻水核反应堆的燃料组件的间隔和混合栅板。
【主权项】
1. 一种用于打算在核反应堆中使用的锆合金的处理方法，其特征在于，所述方法包括 以下步骤： 制备错合金锭，所述错合金锭的组成以Wt%或重量ppm计为： 0. 40%^Nb^ 1. 05% ； 痕量<Sn< 2% ; (0. 5Nb- 0. 25)Fe^ 0. 50% ； 痕量<Ni< 0? 10% ; 痕量彡（Cr+V) % 彡 0? 50% ; 痕量<S< 35ppm; 600ppm<O< 2000ppm，优选 1200ppm<O< 1600ppm; 痕量<Si< 120ppm; 痕量<C< 150ppm; 其余为Zr和不可避免的杂质； 使所述锭经历至少一个再加热和热成形步骤，以及可能的在热成形步骤之后的再加热 和淬火步骤； 任选地，使热成形的锭经历退火； 使热成形的和可能的经退火的锭经历至少一个循环的冷轧-退火步骤，最后一次退火 是为产品提供最终应力消除、部分再结晶或完全再结晶的状态的最终退火步骤； 至少一个所述冷轧-退火步骤的退火在600°C以上到700°C或（710 - 20XNb% ) °C中 的最低温度以下之间的温度下进行，并且其它冷轧-退火步骤的退火，如果有的话，在不高 于600°C的温度下进行。2. 根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，（0. 02+l/3Fe) (Cr+V) %。3. 根据权利要求1或2所述的处理方法，其特征在于，0.50 % <Nb< 1.05%，并且 (0? 02+l/3Fe) %彡（Cr+V) %彡（0? 2+3/4Fe-l/4Nb) %。4. 根据权利要求1~3中任一项所述的处理方法，其特征在于，所述处理方法包括至少 两个循环的冷轧-退火。5. 根据权利要求1~4中任一项所述的处理方法，其特征在于，对再加热步骤和退火步 骤的温度和持续时间进行选择以使析出物的算术平均尺寸为50nm~250nm。6. -种错合金，其特征在于，所述错合金的组成以wt%或重量ppm计为： 0. 40%^Nb^ 1. 05% ； 痕量<Sn< 2% ; (0. 5Nb- 0. 25)Fe^ 0. 50% ； 痕量<Ni< 0? 10% ; 痕量彡（Cr+V) % 彡 0? 50% ; 痕量<S< 35ppm; 600ppm<O< 2000ppm，优选 1200ppm<O< 1600ppm; 痕量<Si< 120ppm; 痕量<C< 150ppm; 其余为Zr和不可避免的杂质； 其中，所述锆合金已经历包括至少一个热成形步骤和至少一个循环的冷轧-退火步 骤的处理，其中，至少一个所述冷轧-退火步骤的退火在600 °C以上到700 °C或（710 -20XNb%)°C中的最低温度以下之间的温度下进行，并且其它冷轧-退火步骤的退火，如果 有的话，在不高于600°C的温度下进行，并且其中，所述锆合金的微结构基本没有0-Zr相。7. -种用于轻水核反应堆的燃料组件的燃料包覆管，其特征在于，所述燃料包覆管由 根据权利要求6所述的锆合金制成。8. -种用于压水核反应堆的燃料组件的导套管，其特征在于，所述导套管由根据权利 要求6所述的错合金制成。9. 一种用于沸水核反应堆的燃料组件的燃料通道，其特征在于，所述燃料通道由根据 权利要求6所述的错合金制成。10. -种用于轻水核反应堆的燃料组件的栅板，其特征在于，所述栅板由根据权利要求 6所述的错合金制成。11. 一种用于沸水核反应堆的燃料组件的水通道，其特征在于，所述水通道由根据权利 要求6所述的错合金制成。
【专利摘要】一种锆合金的处理方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：制备锆合金锭，该锆合金锭的组成为：0.40％≤Nb≤1.05％；痕量≤Sn≤2％；(0.5Nb–0.25)％≤Fe≤0.50％；痕量≤Ni≤0.10％；痕量≤(Cr+V)％≤0.50％；痕量≤S≤35ppm；600ppm≤O≤2000ppm，优选1200ppm≤O≤1600ppm；痕量≤Si≤120ppm；痕量≤C≤150ppm；其余为Zr和不可避免的杂质；使所述锭经历至少一个再加热和热成形步骤，以及可能的在热成形步骤之后的再加热和淬火步骤；任选地，使热成形的锭经历退火；使热成形的和可能的经退火的锭经历至少一个循环的冷轧-退火步骤；至少一个冷轧-退火步骤的退火在600℃以上到700℃或(710–20×Nb％)℃中的最低温度以下之间的温度下进行，并且其它冷轧-退火步骤的退火，如果有的话，在不高于600℃的温度下进行。由此得到的Zr合金以及由该合金制成的轻水反应堆的燃料组件的部件。
【IPC分类】C22F1/18, C22C16/00, G21C3/07
【公开号】CN104919068
【申请号】CN201380070106
【发明人】皮埃尔·巴伯里, 帕斯卡·盖琳, 帕斯卡琳·弗里蒙特
【申请人】阿海珐核能公司
【公开日】2015年9月16日
【申请日】2013年1月11日
【公告号】EP2943597A1, US20150354030, WO2014108720A1