强化作用，研究表明，当在 锆合金材料中加入少量（小于〇. 15wt% )铌时，其耐腐蚀性能便能得到提高，但铌含量过 高时对热处理敏感，所以本发明中铌的加入量小于1. 5wt%，能够保证锆铌合金具有优良 的耐腐蚀性能和良好的力学性能；另外，氧元素在锆合金中可形成间隙固溶体，该间隙固 溶体可以改善合金的机械强度，但是，过低的氧含量改善效果不明显，达不到所需的性能要 求，而过高的氧含量又会降低合金的可加工性，本发明的锆铌合金中氧含量为700ppm~ 1400ppm，能够同时兼顾改善合金的机械强度和保持合金良好的可加工性。
[0023] 2、本发明通过研究合金组分配比，提出新的合金成分，开发出具有更优良耐蚀性 能的锆铌合金，该锆铌合金中的铁能够降低其α-β转变温度，铁在α-Zr中的溶解度约 为0. 02%，在β-Zr中最大溶解度为20%，锆合金中加入纯铁后磁性转变温度为769°C，形 成的金属间化合物有Zr2Fe和ZrFe2，其中ZrFe2具有C15(MgCu2)型结构，在锆铌合金中生 成的（Zr,Nb)Fe2中间合金提高了合金的腐蚀性能，但是过高含量的铁会影响合金的加工性 能，影响产品的成材率。
[0024] 3.本发明锆铌合金中的铜能够降低其α-β转变温度，铜在常温的a-Zr中的溶 解度小于〇. 2 %，在β-Zr中的最大溶解度有所增加，在共析温度条件下为1. 6 %，共晶温度 (995°C)时增加至3. 8%，铜与错可形成金属间化合物Zr2Cu、ZrCu、Zr2Cu3、Zr2Cu；^PIZrCu3， 本发明中，Cu作为合金元素添加到锆铌合金中，会有一部分固溶在基体中，当Cu含量较高 时会析出少量含Cu的Zr3Fe型析出相，能够在提高错银合金耐腐蚀性能的同时，优化其加 工性能，改善锆铌合金的机械性能。
[0025] 4.本发明锆铌合金中的Mg在高温条件下具有较大的溶解度，当温度降低时，会出 现相当于Mg2Zr的超晶格，研究表明，固溶的Mg以及含镁析出相都能提高锆合金的腐蚀性 能。
[0026] 下面通过实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
【具体实施方式】[0027] 实施例1
[0028] 本实施例核反应堆燃料包壳用锆铌合金由以下质量百分比的成分组成：Nb 1.05%，Fe0· 17%，Cu0· 12%，Mg0.02%，0 700ppm，余量为Zr及不可避免的杂质。
[0029] 本实施例制备核反应堆燃料包壳用锆铌合金的方法包括以下步骤：
[0030] 步骤一、以核级海绵锆、铜肩和镁粒为原料，采用真空焊箱熔炼制备Zr-Cu-Mg中 间合金，所述Zr-Cu-Mg中间合金中Cu的质量含量为48 %，Mg的质量含量为8 %，余量为锆；
[0031] 步骤二、以核级海绵锆和铌肩为原料，三次真空自耗熔炼制备Zr-Nb中间合金， 所述Zr-Nb中间合金中Nb的质量含量为50%，余量为锆；所述铌肩质量纯度优选不低于 99. 5% ；
[0032] 步骤三、以核级海绵错、铁肩、氧化错、步骤一中所述Zr-Cu-Mg中间合金和步骤二 中所述Zr-Nb中间合金为原料，熔炼制备得到核反应堆燃料包壳用锆铌合金。
[0033] 将本实施例制备的锆铌合金在温度为980°C的条件下开坯锻造，得到板坯，将所 述板坯在温度为1030°C的条件下固溶处理后淬火，淬火后在温度为600°C，道次变形量为 70 %的条件下进行热乳，热乳后进行两道次冷乳，得到锆铌合金板材，所述热乳后和第一道 次所述冷乳后均进行中间退火，第二道次所述冷乳后进行最终退火；所述冷乳的道次变形 量为60 %，所述中间退火温度为600°C，最终退火温度为560°C，所述中间退火和最终退火 的时间均为2h，真空度均不大于8. 0X10 2Pa。
[0034] 实施例2
[0035] 本实施例核反应堆燃料包壳用锆铌合金由以下质量百分比的成分组成：Nb 1.0%，Fe0.05%，Cu0· 1%，Mg0.01%，0 900ppm，余量为Zr及不可避免的杂质。
[0036] 本实施例制备核反应堆燃料包壳用锆铌合金的方法包括以下步骤：
[0037] 步骤一、以核级海绵锆、铜肩和镁粒为原料，采用真空焊箱熔炼制备Zr-Cu-Mg中 间合金，所述Zr-Cu-Mg中间合金中Cu的质量含量为50 %，Mg的质量含量为5 %，余量为锆；
[0038] 步骤二、以核级海绵锆和铌肩为原料，三次真空自耗熔炼制备Zr-Nb中间合金， 所述Zr-Nb中间合金中Nb的质量含量为60%，余量为锆；所述铌肩质量纯度优选不低于 99. 5% ；
[0039] 步骤三、以核级海绵错、铁肩、氧化错、步骤一中所述Zr-Cu-Mg中间合金和步骤二 中所述Zr-Nb中间合金为原料，熔炼制备得到核反应堆燃料包壳用锆铌合金。
[0040] 将本实施例制备的锆铌合金在温度为960°C的条件下开坯锻造，得到板坯，将所 述板坯在温度为1050°C的条件下固溶处理后淬火，淬火后在温度为590°C，道次变形量为 70 %的条件下进行热乳，热乳后进行两道次冷乳，得到锆铌合金板材，所述热乳后和第一道 次所述冷乳后均进行中间退火，第二道次所述冷乳后进行最终退火；所述冷乳的道次变形 量为60 %，所述中间退火温度为600 °C，最终退火温度为560 °C，所述中间退火和最终退火 的时间均为2h，真空度均不大于8. 0X10 2Pa。
[0041] 实施例3
[0042] 本实施例核反应堆燃料包壳用锆铌合金由以下质量百分比的成分组成：Nb 1.2%，Fe0· 15%，Cu0.03%，Mg0.02%，0lOOOppm，余量为Zr及不可避免的杂质。
[0043] 本实施例制备核反应堆燃料包壳用锆铌合金的方法包括以下步骤：
[0044] 步骤一、以核级海绵锆、铜肩和镁粒为原料，采用真空焊箱熔炼制备Zr-Cu-Mg中 间合金，所述Zr-Cu-Mg中间合金中Cu的质量含量为30%，Mg的质量含量为20%，余量为 错；
[0045]步骤二、以核级海绵锆和铌肩为原料，三次真空自耗熔炼制备Zr-Nb中间合金， 所述Zr-Nb中间合金中Nb的质量含量为30%，余量为锆；所述铌肩质量纯度优选不低于 99. 5% ；
[0046] 步骤三、以核级海绵错、铁肩、氧化错、步骤一中所述Zr-Cu-Mg中间合金和步骤二 中所述Zr-Nb中间合金为原料，熔炼制备得到核反应堆燃料包壳用锆铌合金。
[0047] 将本实施例制备的锆铌合金在温度为1000°C的条件下开坯锻造，得到板坯，将所 述板坯在温度为1050°C的条件下固溶处理后淬火，淬火后在温度为590°C，道次变形量为 70 %的条件下进行热乳，热乳后进行两道次冷乳，得到锆铌合金板材，所述热乳后和第一道 次所述冷乳后均进行中间退火，第二道次所述冷乳后进行最终退火；所述冷乳的道次变形 量为60 %，所述中间退火温度为600 °C，最终退火温度为560 °C，所述中间退火和最终退火 的时间均为2h，真空度均不大于8. 0X10 2Pa。
[0048] 实施例4
[0049] 本实施例核反应堆燃料包壳用锆铌合金由以下质量百分比的成分组成：Nb 0.9%，Fe0.03%，Cu0· 15%，Mg0· 12%，0 1400ppm，余量为Zr及不可避免的杂质。
[0050] 本实施例制备核反应堆燃料包壳用锆铌合金的方法包括以下步骤：
[0051] 步骤一、以核级海绵锆、铜肩和镁粒为原料，采用真空焊箱熔炼制备Zr-Cu-Mg中 间合金，所述Zr-Cu-Mg中间合金中Cu的质量含量为25%，Mg的质量含量为20%，余量为 错；
[0052] 步骤二、以核级海绵锆和铌肩为原料，三次真空自耗熔炼制备Zr-Nb中间合金， 所述Zr-Nb中间合金中Nb的质量含量为40%，余量为锆；所述铌肩质量纯度优选不低于 99. 5% ；
[0053] 步骤三、以核级海绵锆、铁肩、氧化锆、步骤一中所述Zr-Cu-Mg中间合金和步骤二 中所述Zr-