一种提高Zr-Nb-Cu系合金焊接封头硬度的热处理方法
【专利摘要】本发明涉及一种提高Zr-Nb-Cu系合金焊接封头硬度的热处理方法，所述方法为将Zr-Nb-Cu系合金焊接封头在真空环境下加热至350-480℃，保温40~60min，然后在所述真空环境下自然冷却，得到Zr-Nb-Cu系合金焊接封头成品。经本发明的热处理方法处理的锆合金焊接封头，促进了合金中马氏体组织的分解，其分解后的相与基体相形成共格关系，从而提高了锆合金焊接封头的硬度，从而有利于提高焊接封头的耐磨性和延长焊接封头的寿命。
【专利说明】一种提高Zr-Nb-Cu系合金焊接封头硬度的热处理方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于合金热加工工艺【技术领域】，具体涉及一种提高Zr-Nb-Cu系合金焊接 封头硬度的热处理方法。
【背景技术】
[0002] 锆合金是核反应堆燃料组件包壳材料，锆合金包壳的性能决定了核燃料的燃耗， 同时也决定了核电站的经济效益，因此对核燃料包壳材料锆合金的性能提出了更高的要 求。在实际工况下，现有的商用锆合金管材的焊接封头会与核燃料组件格架发生相互摩擦， 焊接封头磨损情况较为严重，容易导致核燃料发生泄漏，因此，迫切需要提高核燃料包壳材 料锫合金焊接封头的耐磨性。
【发明内容】
[0003] 本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种Zr-Nb-Cu系合金 焊接封头硬度的热处理方法。
[0004] 为解决以上技术问题，本发明采用如下技术方案： 一种提高Zr-Nb-Cu系合金焊接封头硬度的热处理方法，将Zr-Nb-Cu系合金焊接封头 在真空环境下加热至350-480°C，保温4(T60 min，然后在所述真空环境下自然冷却，得到 Zr-Nb-Cu系合金焊接封头成品。
[0005] 所述真空环境的真空度为KT4~l(T5Pa。
[0006] 所述 Zr-Nb-Cu 系合金为 Zr-lNb-0. 2Cu 合金或 Zr-lNb-0. OlCu 合金。
[0007] 由于上述技术方案的实施，本发明与现有技术相比具有如下优点： 经本发明的热处理方法处理的锆合金焊接封头，促进了合金中马氏体组织的分解，其 分解后的相与基体相形成共格关系，从而提高了锆合金焊接封头的硬度。
[0008] 本发明的热处理方法提高了锆合金焊接封头的硬度，有利于提高焊接封头的耐磨 性和延长焊接封头的寿命。
【具体实施方式】
[0009] 下面通过具体实施例对本发明作进一步描述。
[0010] 一种提高Zr-Nb-Cu系合金焊接封头硬度的热处理方法，包括以下步骤： (1) 真空热处理方法：将核燃料包壳材料Zr-Nb-Cu系合金焊接封头放入真空度为 KT4-KT5Pa的真空热处理炉中，加热至350-480°C保温40-60 min，然后在炉内随炉自然冷 却，获得焊接封头的成品； (2) 硬度测试：将焊接封头成品表面打磨、抛光后进行显微维氏硬度测试，获得其硬度 指标，其中硬度测试采用《GB/T 4340. 1-2009金属材料维氏硬度试验第1部分：试验方 法》标准。
[0011] 实施例1 本实施例提供一种提高Zr-INb-O. 2Cu合金焊接封头硬度的热处理方法， Zr-INb-O. 2Cu合金的成分组成为Nb I. Owt%、Cu 0. 2wt%、Zr余量以及不可避免的杂质，该 热处理方法为： 将Zr-lNb-0. 2Cu合金焊接封头放入真空度为KT5Pa的真空热处理炉中，加热至360°C， 保温50 min,然后随炉自然冷却。
[0012] 对热处理处理后的焊接封头进行显微维氏硬度测试，测试结果如表1所示。
[0013] 实施例2 本实施例提供一种提高Zr-lNb-0. 2Cu合金焊接封头硬度的热处理方法， Zr-lNb-0. 2Cu合金的成分组成为Nb I. Owt%、Cu 0. 2wt%、Zr余量以及不可避免的杂质，该 热处理方法为： 将Zr-lNb-0. 2Cu合金焊接封头放入真空度为KT5Pa的真空热处理炉中，加热至360°C， 保温30 min，然后随炉自然冷却。
[0014] 对热处理处理后的焊接封头进行显微维氏硬度测试，测试结果如表1所示。
[0015] 实施例3 本实施例提供一种提高Zr-lNb-0. 2Cu合金焊接封头硬度的热处理方法， Zr-lNb-0. 2Cu合金的成分组成为Nb I. Owt%、Cu 0. 2wt%、Zr余量以及不可避免的杂质，该 热处理方法为： 将Zr-lNb-0. 2Cu合金焊接封头放入真空度为KT5Pa的真空热处理炉中，在450°C保温 60 min，然后随炉自然冷却。
[0016] 对热处理处理后的焊接封头进行显微维氏硬度测试，测试结果如表1所示。
[0017] 实施例4 本实施例提供一种提高Zr-lNb-0. OlCu合金焊接封头硬度的热处理方法， Zr-lNb-0. OlCu合金的成分组成为Nb I. Owt%、Cu 0· Olwt%、Zr余量以及不可避免的杂质， 该热处理方法为： 将Zr-lNb-0. OlCu合金焊接封头放入真空度为KT5Pa的真空热处理炉中，在460°C保 温30 min,然后随炉自然冷却。
[0018] 对热处理处理后的焊接封头进行显微维氏硬度测试，测试结果如表1所示。
[0019] 对比例1 对原始状态Zr-lNb-0. 2Cu合金焊接封头不作任何处理，直接测量其显微维氏硬度，测 试结果如表1所示。
[0020] 对比例2 本对比例提供一种Zr-lNb-0. 2Cu合金焊接封头的热处理方法： 将Zr-lNb-0. 2Cu合金焊接封头放入真空度为KT5Pa的真空热处理炉中，加热至360°C， 保温100 min,然后随炉自然冷却。
[0021] 对热处理处理后的焊接封头进行显微维氏硬度测试，测试结果如表1所示。
[0022] 对比例3 本对比例提供一种Zr-lNb-0. 2Cu合金焊接封头的热处理方法： 将Zr-lNb-0. 2Cu合金焊接封头放入真空度为KT5Pa的真空热处理炉中，加热至560°C， 保温50 min,然后随炉自然冷却。
[0023] 对热处理处理后的焊接封头进行显微维氏硬度测试，测试结果如表1所示。
[0024] 对比例4 对原始状态Zr-lNb-0. OlCu合金焊接封头不作任何处理，直接测量其显微维氏硬度， 测试结果如表1所示。
[0025] 表1为实施例广4和对比例广4的硬度测试结果
【权利要求】
1. 一种提高Zr-Nb-Cu系合金焊接封头硬度的热处理方法，其特征在于：将Zr-Nb-Cu 系合金焊接封头在真空环境下加热至350-48(TC，保温4(T60 min，然后在所述真空环境下 自然冷却，得到Zr-Nb-Cu系合金焊接封头成品。
2. 根据权利要求1所述的提高Zr-Nb-Cu系合金焊接封头硬度的热处理方法，其特征在 于：所述真空环境的真空度为l(T4~l(T5Pa。
3. 根据权利要求1所述的提高Zr-Nb-Cu系合金焊接封头硬度的热处理方法，其特征在 于：所述Zr-Nb-Cu系合金为Zr-INb-O. 2Cu合金或Zr-INb-O. OlCu合金。
【文档编号】C22F1/18GK104388864SQ201410768359
【公开日】2015年3月4日 申请日期:2014年12月15日 优先权日:2014年12月15日
【发明者】王荣山, 柏广海, 张晏玮, 梅金娜, 刘二伟, 杜晨曦, 耿剑桥, 束国刚, 刘彦章 申请人:苏州热工研究院有限公司, 中国广核集团有限公司, 中国广核电力股份有限公司, 中广核工程有限公司