本發明涉及一種鋯鈮鉛合金，具體涉及一種鋯鈮鉛合金的冶煉方法及系統。屬于有色金屬冶煉
技術領域：
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背景技術：
：反應堆燃料組件是反應堆堆芯的關鍵部件，主要功能是保護染料芯塊不受冷卻劑侵蝕，釋放能量，以及屏蔽強放射性物質外泄，因此，核燃料組件的力學性能和抗腐蝕性能均應當有相當高的性能要求。其中，鋯鈮合金被廣泛用于重水堆、核電站和潛艇反應堆的保殼材料，但是，目前的鋯鈮合金產品質量并不令人滿意，存在以下問題：①冶煉過程中不可避免的導致氧以雜質形式存在，所得產品的熱和輻射蠕變高；②耐腐蝕性能和力學性能有提高的空間。技術實現要素：本發明的目的是為克服上述現有技術的不足，提供一種鋯鈮鉛合金的冶煉方法。本發明還提供了上述冶煉方法對應的一種鋯鈮鉛合金的冶煉系統。為實現上述目的，本發明采用下述技術方案：一種鋯鈮鉛合金的冶煉方法，具體步驟如下：(1)將鈮條加工成鈮屑，將其與海綿鋯、鉛粉攪拌均勻后壓制成若干個相同尺寸的電極塊，一同轉移至真空充氬焊箱內，通過氬弧焊焊成自耗電極；(2)在真空自耗電弧爐內熔煉即得；其中，海綿鋯、鈮條和鉛粉的質量比為5～8：1：0.2～0.3。優選的，步驟(1)中的海綿鋯在使用之前先進行清洗和真空烘干處理。優選的，步驟(2)中的鈮條在加工成鈮屑之前先進行電子束爐提純和成錠處理。上述冶煉方法對應的一種鋯鈮鉛合金的冶煉系統，包括依次連接的鋯鈮鉛電極塊加工裝置、真空充氬焊箱和真空自耗電弧爐。優選的，所述鋯鈮鉛電極塊加工裝置為壓制機，所述壓制機與混料機連接，混料機設有進料口，其分別與鈮屑加工裝置、海綿鋯進料管道和鉛粉進料管道連接。進一步優選的，所述鈮屑加工裝置為粉碎機。更進一步優選的，所述粉碎機與電子束爐連接。進一步優選的，所述海綿鋯進料管道與海綿鋯預處理裝置連接，所述海綿鋯預處理裝置包括清洗池和真空干燥機，清洗池的上方設有若干個噴淋去離子水的噴淋頭。本發明的有益效果：本發明的制備系統實現了鋯鈮鉛合金的流水線式生產，大大提高了生產效率。本發明在常規鋯鈮合金的基礎上，添加了鉛，并通過鋯、鈮和鉛比例關系以及冶煉條件的調整，大大提高了所得產品的力學性能、耐腐蝕性能和耐蠕變性等。經測試，本發明的鋯鈮鉛合金具有良好的力學性能、耐腐蝕性能，而且耐蠕變性佳。附圖說明圖1是本發明的制備系統結構示意圖；其中，1為壓制機，2為真空充氬焊箱，3為真空自耗電弧爐，4為混料機，5為粉碎機，6為海綿鋯進料管道，7為鉛粉進料管道，8為電子束爐，9為海綿鋯預處理裝置，91為清洗池，92為真空干燥機。具體實施方式下面結合附圖和實施例對本發明進行進一步的闡述，應該說明的是，下述說明僅是為了解釋本發明，并不對其內容進行限定。實施例1：一種鋯鈮鉛合金的冶煉方法，具體步驟如下：(1)將鈮條加工成鈮屑，將其與海綿鋯、鉛粉攪拌均勻后壓制成若干個相同尺寸的電極塊，一同轉移至真空充氬焊箱2內，通過氬弧焊焊成自耗電極；(2)在真空自耗電弧爐3內熔煉即得；其中，海綿鋯、鈮條和鉛粉的質量比為5：1：0.2。優選的，步驟(1)中的海綿鋯在使用之前先進行清洗和真空烘干處理。優選的，步驟(2)中的鈮條在加工成鈮屑之前先進行電子束爐提純和成錠處理。如圖1所示，一種鋯鈮鉛合金的冶煉系統，包括依次連接的鋯鈮鉛電極塊加工裝置、真空充氬焊箱2和真空自耗電弧爐3。鋯鈮鉛電極塊加工裝置為壓制機1，壓制機1與混料機4連接，混料機4設有進料口，其分別與鈮屑加工裝置、海綿鋯進料管道6和鉛粉進料管道7連接。鈮屑加工裝置為粉碎機5。粉碎機5與電子束爐8連接。海綿鋯進料管道6與海綿鋯預處理裝置9連接，海綿鋯預處理裝置包括清洗池91和真空干燥機92，清洗池91的上方設有若干個噴淋去離子水的噴淋頭。實施例2：一種鋯鈮鉛合金的冶煉方法，具體步驟如下：(1)將鈮條加工成鈮屑，將其與海綿鋯、鉛粉攪拌均勻后壓制成若干個相同尺寸的電極塊，一同轉移至真空充氬焊箱2內，通過氬弧焊焊成自耗電極；(2)在真空自耗電弧爐3內熔煉即得；其中，海綿鋯、鈮條和鉛粉的質量比為8：1：0.3。優選的，步驟(1)中的海綿鋯在使用之前先進行清洗和真空烘干處理。優選的，步驟(2)中的鈮條在加工成鈮屑之前先進行電子束爐提純和成錠處理。一種鋯鈮鉛合金的冶煉系統，同實施例1。實施例3：一種鋯鈮鉛合金的冶煉方法，具體步驟如下：(1)將鈮條加工成鈮屑，將其與海綿鋯、鉛粉攪拌均勻后壓制成若干個相同尺寸的電極塊，一同轉移至真空充氬焊箱2內，通過氬弧焊焊成自耗電極；(2)在真空自耗電弧爐3內熔煉即得；其中，海綿鋯、鈮條和鉛粉的質量比為5：1：0.3。優選的，步驟(1)中的海綿鋯在使用之前先進行清洗和真空烘干處理。優選的，步驟(2)中的鈮條在加工成鈮屑之前先進行電子束爐提純和成錠處理。一種鋯鈮鉛合金的冶煉系統，同實施例1。實施例4：一種鋯鈮鉛合金的冶煉方法，具體步驟如下：(1)將鈮條加工成鈮屑，將其與海綿鋯、鉛粉攪拌均勻后壓制成若干個相同尺寸的電極塊，一同轉移至真空充氬焊箱2內，通過氬弧焊焊成自耗電極；(2)在真空自耗電弧爐3內熔煉即得；其中，海綿鋯、鈮條和鉛粉的質量比為8：1：0.2。優選的，步驟(1)中的海綿鋯在使用之前先進行清洗和真空烘干處理。優選的，步驟(2)中的鈮條在加工成鈮屑之前先進行電子束爐提純和成錠處理。一種鋯鈮鉛合金的冶煉系統，同實施例1。實施例5：一種鋯鈮鉛合金的冶煉方法，具體步驟如下：(1)將鈮條加工成鈮屑，將其與海綿鋯、鉛粉攪拌均勻后壓制成若干個相同尺寸的電極塊，一同轉移至真空充氬焊箱2內，通過氬弧焊焊成自耗電極；(2)在真空自耗電弧爐3內熔煉即得；其中，海綿鋯、鈮條和鉛粉的質量比為6：1：0.25。優選的，步驟(1)中的海綿鋯在使用之前先進行清洗和真空烘干處理。優選的，步驟(2)中的鈮條在加工成鈮屑之前先進行電子束爐提純和成錠處理。一種鋯鈮鉛合金的冶煉系統，同實施例1。試驗例對實施例1～5所得的鋯鈮鉛合金進行了力學性能測試，結果見表1。表1.力學性能測試結果沖擊韌性(J/cm2)抗拉強度(MPa)延伸率(％)實施例18575122實施例28575222實施例38775525實施例48775526實施例58976028從表1可以看出，本發明的鋯鈮鉛合金具有較好的力學性能。對實施例1～5所得的鋯鈮鉛合金進行了耐腐蝕性能測試，將相同尺寸的鋯鈮鉛合金放入高壓釜中，在400℃/10.3MPa蒸汽中進行腐蝕試驗，考察230天后的腐蝕增重，結果見表2。表2.耐腐蝕性能測試結果腐蝕增重(mg/dm2)實施例1108實施例2108實施例3101實施例4102實施例597從表2可以看出，本發明的鋯鈮鉛合金在400℃/10.3MPa蒸汽中耐腐蝕性能良好。測試實施例1～5所得的鋯鈮鉛合金在壓力110MPa、溫度400℃、1000小時條件下的蠕變，結果見表3。表3.蠕變結果蠕變(％)實施例11.15實施例21.16實施例31.12實施例41.12實施例51.09從表3可以看出，本發明的鋯鈮鉛合金耐蠕變性佳。上述雖然結合附圖對本發明的具體實施方式進行了描述，但并非對本發明保護范圍的限制，在本發明的技術方案的基礎上，本領域技術人員不需要付出創造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本發明的保護范圍以內。當前第1頁1 2 3