CN106801123A - 控制棒驱动机构隔磁片用奥氏体不锈钢板带及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种控制棒驱动机构隔磁片用奥氏体不锈钢板带的制备方法，其包括以下工序：通过合金熔炼与浇铸得到铸锭；对铸锭进行化学分析；对铸锭锻造加热及锻造得到锻坯；对锻坯加热及热轧获得热轧板；对热轧板冷轧获得中间冷轧板；对冷轧板中间退火、最终冷轧、固溶处理获得最终产品；以及对最终产品进行性能检测，合格品包装入库及出厂；其中，在合金浇铸、锻造、热轧和中间退火后，对铸锭、锻坯、热轧板、中间退火态冷轧板采用磁性无损检测方法实施磁性检测。此外，本发明还公开了一种根据本发明制备方法制备的控制棒驱动机构隔磁片用奥氏体不锈钢板带材料。

Description

控制棒驱动机构隔磁片用奥氏体不锈钢板带及其制备方法

技术领域

本发明属于材料领域，更具体地说，本发明涉及一种控制棒驱动机构隔磁片用奥氏体不锈钢板带材料及其制备方法，其可以适用于对弱磁性要求非常严格的场合。

背景技术

压水堆控制棒驱动机构是核电站反应堆系统的重要机械部件，其通过励磁线圈电流变化产生的电磁力带动控制棒组件在堆芯内上下运动、保持和改变控制棒组件在堆芯内的高度，从而使反应堆实现功率调节、功率保持、正常停堆和紧急停堆等功能。压水堆控制棒驱动机构为核安全1级部件和规范1级部件，是核电站安全运行的关键部件。

相关核电机组控制棒驱动机构出厂时在进行热态后冷态验证试验时，发生了移动衔铁释放临界电流低于验收标准的问题，严重影响了控制棒驱动机构的交货进度，造成了巨大的经济损失。通过对影响临界电流的重要因素(如隔磁片弯曲度、装配方式、表面粗糙度、装配间隙等)进行逐一排查后发现，隔磁片磁导率过高是造成上述问题的关键因素。

由于控制棒驱动机构隔磁片使用数量少(每台控制棒驱动机构设有3片隔磁片，每片重约0.25kg，一台机组约200片，总重约50kg)，技术要求高(需按专有材料技术条件进行生产)，国内材料制造厂通常从事的是大批量材料生产，不愿意承接这种产量少、总价低且技术要求高的采购任务，因此控制棒驱动机构隔磁片用材料未实现国产化，主要是由国外公司提供。

目前，二代加和三代核电控制棒驱动机构用隔磁片材料大部由国外公司提供，国外公司具有几十年控制棒驱动机构成品和原材料供应业绩，对隔磁片材料性能的研究比较深入，但是，尚未针对材料的磁性对临界电流的影响、材料的磁性控制等方面进行深入的研究，国内外也没有对隔磁片用材料磁性控制的相关报道。

因此，在确保综合性能不低于设计要求的基础上，有必要进行控制棒驱动用隔磁片材料国产化的研制，其中，材料的磁性控制是国产化的核心内容。在控制棒驱动机构用隔磁片材料国产化的过程中，研究并掌握材料的磁性演变规律，从而有针对性的制定材料的磁性检测及控制方法和生产工艺是解决问题的关键。

图1所示为基于真空熔炼的奥氏体不锈钢板带材生产的现有技术，其生产工艺流程包括如下工序：合金熔炼(1)与浇铸(2)得到铸锭、化学分析(3)、锻造加热(4)及锻造(5)得到锻坯、锻坯加热(6)及热轧(7)获得热轧板、冷轧(8)获得中间冷轧板及中间退火(9)、最终冷轧(10)、固溶处理(11)获得最终产品，以及性能检测(12)和合格品包装入库及出厂(13)。现有技术的生产工艺流程中，直到最终冷轧板经固溶处理获得最终产品后才实施磁性检测，一旦发现磁性不合格，已经无法补救，因此难以确保产品满足弱磁性的要求。

有鉴于此，确有必要提供一种控制棒驱动机构隔磁片用奥氏体不锈钢板带材料及其制备方法，以有效降低奥氏体不锈钢产品的磁性，确保产品满足弱磁性的要求。

发明内容

本发明的目的在于：克服现有技术的不足，提供一种控制棒驱动机构隔磁片用奥氏体不锈钢板带材料及其制备方法，以有效降低奥氏体不锈钢产品的磁性，确保产品满足弱磁性的要求。

为了实现上述发明目的，本发明提供了一种控制棒驱动机构隔磁片用奥氏体不锈钢板带的制备方法，其包括以下工序：1)通过合金熔炼与浇铸得到铸锭；2)对铸锭进行化学分析；3)对铸锭锻造加热及锻造得到锻坯；4)对锻坯加热及热轧获得热轧板；5)对热轧板冷轧获得中间冷轧板；6)对冷轧板中间退火、最终冷轧、固溶处理获得最终产品；以及7)对最终产品进行性能检测，合格品包装入库及出厂；其中，在合金浇铸、锻造、热轧和中间退火后，对铸锭、锻坯、热轧板和中间退火态冷轧板采用磁性无损检测方法实施磁性检测。

作为本发明控制棒驱动机构隔磁片用奥氏体不锈钢板带的制备方法的一种改进，制备方法进一步包括：将所得到的磁性检测结果与正常生产过程中的对应数据进行比较，如果磁性检测数据相同或者处于允许的偏差范围内，形成“磁性正常”的记录，按照正常的生产流程进入下一道工序；如果磁性无损检测的结果与此前正常生产过程中记录的检测数据出现较大偏差，形成“铸锭磁性偏强/偏弱”的记录。

作为本发明控制棒驱动机构隔磁片用奥氏体不锈钢板带的制备方法的一种改进，对于合金浇铸磁性无损检测发现磁性检测结果与合金铸锭的预定正常值存在明显偏差的合金，进一步判断合金的化学成分是否偏离预定成分较多，如果化学分析表明合金成分已超出产品标准规定的范围，将合金铸锭报废；如果化学分析表明合金化学成分未超出产品标准规定范围，继续将合金加工成最终产品。

作为本发明控制棒驱动机构隔磁片用奥氏体不锈钢板带的制备方法的一种改进，如果化学分析表明合金化学成分未超出产品标准规定范围，将浇铸所得铸锭在锻造前加热工序的保温时间在锻造加热工艺中规定的保温时间基础上延长5分钟至6小时或延长30分钟至2小时；或者将锻造前加热保温温度在锻造加热工艺中规定的保温温度基础上升高10至100℃或优选提升50℃且保温温度不超过合金的单相奥氏体区的上限温度；或者提高保温温度并延长保温时间。

作为本发明控制棒驱动机构隔磁片用奥氏体不锈钢板带的制备方法的一种改进，对于浇铸得到铸锭的磁性无损检测中磁性无损检测信号偏高的合金铸锭，对锻造后的锻坯增加退火处理，锻后退火工艺参数为：将锻造后锻坯加热到1000至1250℃或1100至1200℃，但不超过合金的单相奥氏体区的上限温度；保温5分钟至6小时或30分钟至2小时。

作为本发明控制棒驱动机构隔磁片用奥氏体不锈钢板带的制备方法的一种改进，如果合金锻坯的磁性检测信号正常，则形成“锻坯磁性正常”的磁性评定记录，并按照正常的工艺参数进行后续锻坯热轧加热及热轧加工；如果锻坯的磁性无损检测结果相对于正常状态的合金锻坯磁性检测数据仍然偏差明显，则首先形成“锻坯磁性偏强/偏弱”的记录。

作为本发明控制棒驱动机构隔磁片用奥氏体不锈钢板带的制备方法的一种改进，如果合金锻坯磁性检测信号偏高、合金磁性偏强，采用热轧强化加热将合金锻造所得锻坯进行热轧前加热的保温时间在热轧加热工艺中规定保温时间基础上延长5分钟至6小时或延长30分钟至2小时；或将热轧加热保温温度在热轧加热工艺中规定保温温度基础上升高10至100℃或提升50℃，保温温度不超过合金的单相奥氏体区的上限温度；或者提高保温温度并延长保温时间。

作为本发明控制棒驱动机构隔磁片用奥氏体不锈钢板带的制备方法的一种改进，对合金锻坯磁性无损检测中，磁性无损检测信号偏高的合金锻坯，对热轧后的热轧板增加退火处理，轧后退火工艺参数为：将热轧后热轧板加热到1000至1250℃或优选1100至1200℃，但不超过合金的单相奥氏体区的上限温度；保温10分钟至6小时或30分钟至2小时。

作为本发明控制棒驱动机构隔磁片用奥氏体不锈钢板带的制备方法的一种改进，如果对合金热轧板的磁性检测信号正常，则形成“热轧板磁性正常”的磁性评定记录，并按照正常的工艺参数进行后续冷轧加工；如果热轧板的磁性无损检测结果相对于正常状态的合金热轧板磁性检测数据仍然偏差明显，则形成“热轧板磁性偏强/偏弱”的记录。

作为本发明控制棒驱动机构隔磁片用奥氏体不锈钢板带的制备方法的一种改进，对于热轧板磁性检测信号偏高、合金磁性偏强的情况，如果热轧板此前未进行轧后退火，采用与轧后退火相同的“冷轧前退火”，冷轧前退火处理的热轧板再次进行磁性无损检测，如果合金热轧板的磁性检测信号正常，则形成“热轧板磁性正常”的磁性评定记录，并按照正常的工艺参数进行后续冷轧加工。

作为本发明控制棒驱动机构隔磁片用奥氏体不锈钢板带的制备方法的一种改进，如果经过轧后退火或者冷轧前退火后，热轧板的磁性无损检测的结果相对于正常状态的合金热轧板磁性检测数据仍然偏差明显，则形成“热轧板磁性偏强/偏弱”的记录。

作为本发明控制棒驱动机构隔磁片用奥氏体不锈钢板带的制备方法的一种改进，对于磁性偏强的合金热轧板，冷轧加工后采用中间强化退火，指将冷轧板中间退火处理的保温时间由正常中间退火的时间延长3分钟至3小时或10分钟至1小时；或中间退火的保温温度由正常中间退火的规定保温温度基础上提高10至100℃或50℃，但不超过合金的单相奥氏体区的上限温度；或者提高保温温度并延长保温时间。

作为本发明控制棒驱动机构隔磁片用奥氏体不锈钢板带的制备方法的一种改进，对合金冷轧板经过中间退火或强化中间退火后的中间退火态冷轧板实施磁性无损检测，如果合金的磁性检测信号正常，则形成“中间退火态冷轧板磁性正常”的磁性评定记录，并按照正常的工艺参数进行后续终轧加工；如果中间退火态冷轧板的磁性无损检测结果相对于正常状态的合金中间退火态冷轧板磁性检测数据仍然偏差明显，则形成“中间退火态冷轧板磁性偏强/偏弱”的记录。

作为本发明控制棒驱动机构隔磁片用奥氏体不锈钢板带的制备方法的一种改进，对于中间退火态冷轧板磁性检测信号偏高、合金磁性偏强的情况，继续冷轧并在进行终轧前，增加二次中间退火，二次中间退火工艺参数与正常的中间退火相同。

为了实现上述发明目的，本发明还提供了一种控制棒驱动机构隔磁片用奥氏体不锈钢板带材料，其根据前述控制棒驱动机构隔磁片用奥氏体不锈钢板带的制备方法制备。

相对于现有技术，本发明控制棒驱动机构用奥氏体不锈钢板带材料及其制备方法具有以下优点：利用磁性无损检测方法检测合金的铸锭、锻坯、热轧板和中间退火态冷轧板这四种加工状态下的中间产品的磁性，将各中间产品的磁性检测结果与已有正常状态下的对应数据相比较：处于正常范围和磁性偏弱的合金，进入下一步预定的加工工序；磁性偏强的合金，在后续加工制备工序中采取针对性处理，使合金进入最终冷轧加工之前磁性处于正常范围或者尽量接近正常水平，因此可以提高终轧及固溶处理后合金成品的磁性能合格率。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式，对本发明控制棒驱动机构隔磁片用奥氏体不锈钢板带材料及其制备方法进行详细说明。

图1所示为现有控制棒驱动机构隔磁片用奥氏体不锈钢板带材的生产工艺流程。

图2所示为本发明控制棒驱动机构隔磁片用奥氏体不锈钢板带材料的生产工艺流程。

图3所示为本发明实施例1合金铸锭的磁性检测中，合金铸锭的磁性与合金中铬当量与镍当量比值Creq/Nieq的关系。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及其有益技术效果更加清晰，以下结合附图和具体实施方式，对本发明进行进一步详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的具体实施方式仅仅是为了解释本发明，并非为了限定本发明。

请参照图2所示，为本发明控制棒驱动机构隔磁片用奥氏体不锈钢板带材料的生产工艺流程，其基于真空熔炼生产用作控制棒驱动机构隔磁片用奥氏体不锈钢板带材料。

本发明控制棒驱动机构隔磁片用奥氏体不锈钢板带材料的生产工艺流程与图1所示的现有技术基本相同，不同之处在于：本发明控制棒驱动机构隔磁片用奥氏体不锈钢板带材料的制备方法中，分别在合金浇铸(2)、锻造(5)、热轧(7)和中间退火(9)后，分别对铸锭、锻坯、热轧板和中间退火态冷轧板四种中间产品采用磁性无损检测方法实施磁性检测(2a,5b,7b,7d,9b)。

更具体地说，将所得到的检测结果与正常生产过程中的对应数据进行比较。如果磁性检测数据相同，或者处于允许的偏差范围内，形成“磁性正常”的记录。如果磁性无损检测(2a,5b,7b,7d,9b)的结果与正常生产过程中记录的检测数据出现较大偏差，形成“铸锭磁性偏强/偏弱”的记录。其中，磁性偏弱与磁性正常的合金，按照正常的生产流程进入下一道加工工序。对于磁性偏强的情况，在接下来合金的后续加工工序中，针对性采取措施降低合金的磁性，使合金中间产品的磁性尽早降低到正常水平，以便获得磁性很弱的最终产品。本发明控制棒驱动机构隔磁片用奥氏体不锈钢板带材料的制备方法中，由于能够尽早发现磁性偏强的问题，并采取针对性措施进行补救，能够避免最终产品因磁性偏强而被淘汰，或者至少降低废品比例。

根据本发明控制棒驱动机构隔磁片用奥氏体不锈钢板带材料的制备方法的一个实施方式，对合金铸锭进行磁性无损检测，即执行图2所示的磁性无损检测(2a)。如果合金铸锭的磁性无损检测信号偏高/偏低，即合金的磁性偏强/偏弱，出于控制合金最终产品磁性的需求，形成“铸锭磁性偏强/偏弱”的记录。

对于磁性无损检测(2a)中发现磁性检测结果与合金铸锭的预定正常值存在明显偏差的合金，需要特别关注合金的化学成分是否偏离预定成分较多，尤其是合金的铬当量与镍当量的比值是否偏高/偏低。

如果化学分析(3)表明合金成分已超出产品标准规定的范围，合金铸锭将报废。如果化学分析(3)表明合金化学成分未超出产品标准规定范围，该合金将继续加工成最终产品。此时，磁性无损检测(2a)给出的检测信号偏强的合金，一般为铬当量与镍当量的比值偏高的合金。为了尽快使合金的磁性降低下来，接下来采用“锻造强化加热(4a)”替代磁性正常条件下的普通“锻造加热(4)”。其中，锻造强化加热(4a)，是将合金浇铸(2)所得铸锭在锻造前加热工序的保温时间在锻造加热(4)工艺中规定的保温时间基础上延长5分钟至6小时，优选延长30分钟至2小时；也可以将锻造前加热保温温度在锻造加热(4)工艺中规定的保温温度基础上升高10至100℃，优选提升50℃，其中，保温温度应当不超过合金的单相奥氏体区的上限温度；或者提高保温温度并延长保温时间。通过强化锻造加热(4a)处理，促进合金铸锭中残存高温铁素体向奥氏体转变，从而减弱锻造(5)加工后合金锻坯的磁性，使合金锻坯在之后的磁性无损检测(5b)时尽量达到或者接近正常结果。

根据本发明控制棒驱动机构隔磁片用奥氏体不锈钢板带材料的制备方法的一个优选实施方式，磁性无损检测(2a)中，对于磁性无损检测信号偏高的合金铸锭，即合金的磁性偏强铬当量与镍当量的比值偏高的合金，还可以对锻造(5)后的锻坯增加退火处理，即对锻坯执行图2中锻后退火(5a)。锻后退火(5a)工艺参数为：将锻造(5)后锻坯加热到1000至1250℃，优选1100至1200℃，但不超过合金的单相奥氏体区的上限温度；保温5分钟至6小时，优选30分钟至2小时。通过锻后退火(5a)处理，促进合金锻坯中残存高温铁素体向奥氏体转变，从而降低合金磁性，使合金锻坯磁性在之后的磁性无损检测(5b)时尽量降低到正常值范围内或接近正常水平。

根据本发明控制棒驱动机构隔磁片用奥氏体不锈钢板带材料的制备方法的一个优选实施方式，对锻造(5)或者经过锻后退火(5a)得到的锻坯，再次进行磁性无损检测(5b)。如果合金锻坯的磁性检测信号正常，则形成“锻坯磁性正常”的磁性评定记录，并按照正常的工艺参数进行后续锻坯热轧加热(6)及热轧(7)加工。如果锻坯的磁性无损检测结果相对于正常状态的合金锻坯磁性检测数据仍然偏差明显，则首先形成“锻坯磁性偏强/偏弱”的记录。对于锻坯磁性检测信号偏高、合金磁性偏强的情况，采用“热轧强化加热(6a)”替代磁性正常条件下的普通“热轧加热(6)”。所谓的强化加热(6a)，是将合金锻造(5)所得锻坯进行热轧前加热的保温时间在热轧加热(6)工艺中规定保温时间基础上延长5分钟至6小时，优选延长30分钟至2小时；也可以将热轧加热保温温度在热轧加热(6)工艺中规定保温温度基础上升高10至100℃，优选提升50℃，其中，保温温度不超过合金的单相奥氏体区的上限温度；或者提高保温温度并延长保温时间。通过强化热轧加热(6a)处理，可以促进合金铸锭中残存高温铁素体向奥氏体转变，从而降低合金磁性。

根据本发明控制棒驱动机构隔磁片用奥氏体不锈钢板带材料的制备方法的一个优选实施方式，磁性无损检测(5b)中，磁性无损检测信号偏高的合金锻坯，即合金的磁性偏强铬当量与镍当量的比值偏高的合金，还可以对热轧(7)后的热轧板增加退火处理，即对热轧板执行图2中轧后退火(7a)。轧后退火(7a)工艺参数为：将热轧(7)后热轧板加热到1000至1250℃，优选1100至1200℃，但不超过合金的单相奥氏体区的上限温度；保温10分钟至6小时，优选30分钟至2小时。通过轧后退火(7a)处理，可促进合金热轧板中残存高温铁素体向奥氏体转变，从而降低合金磁性，使合金热轧板磁性降低到正常值范围内。

根据本发明控制棒驱动机构隔磁片用奥氏体不锈钢板带材料的制备方法的一个优选实施方式，对热轧(7)或者轧后退火(7a)的热轧板进行磁性无损检测(7b)。如果合金热轧板的磁性检测信号正常，则形成“热轧板磁性正常”的磁性评定记录，并按照正常的工艺参数进行后续冷轧(8)加工。如果热轧板的磁性无损检测(7b)结果相对于正常状态的合金热轧板磁性检测数据仍然偏差明显，则首先形成“热轧板磁性偏强/偏弱”的记录。

对于热轧板磁性检测信号偏高、合金磁性偏强的情况，如果热轧板此前未进行轧后退火(7a)，可以采用“冷轧前退火(7c)”。冷轧前退火(7c)的目的及工艺参数均与上述轧后退火(7a)相同。冷轧前退火(7c)处理的热轧板，需要再次进行磁性无损检测(7d)。如果合金热轧板的磁性检测信号正常，则形成“热轧板磁性正常”的磁性评定记录，并按照正常的工艺参数进行后续冷轧(8)加工。

如果经过轧后退火(7a)或者冷轧前退火(7c)后，热轧板的磁性无损检测(7b、7d)的结果相对于正常状态的合金热轧板磁性检测数据仍然偏差明显，则首先形成“热轧板磁性偏强/偏弱”的记录。对于磁性偏强的合金热轧板，冷轧(8)加工后采用“中间强化退火(9a)”替代正常合金冷轧板的中间退火(9)工艺。中间强化退火(9a)工艺是指，将冷轧板中间退火处理的保温时间由正常中间退火(9)的时间延长3分钟至3小时，优选10分钟至1小时。或中间退火的保温温度由正常中间退火(9)的规定保温温度基础上提高10至100℃，优选提升50℃，但不得超过合金的单相奥氏体区的上限温度；或者提高保温温度并延长保温时间。通过强化中间退火(9a)处理，可促进合金热轧板中残存高温铁素体向奥氏体转变，从而降低合金磁性。

根据本发明控制棒驱动机构隔磁片用奥氏体不锈钢板带材料的制备方法的一个优选实施方式，对合金冷轧板经过中间退火(9)或强化中间退火(9a)后的中间退火态冷轧板实施磁性无损检测(9b)。如果合金的磁性检测信号正常，则形成“中间退火态冷轧板磁性正常”的磁性评定记录，并按照正常的工艺参数进行后续终轧(10)加工。如果中间退火态冷轧板的磁性无损检测(9b)结果相对于正常状态的合金中间退火态冷轧板磁性检测数据仍然偏差明显，则首先形成“中间退火态冷轧板磁性偏强/偏弱”的记录。

对于中间退火态冷轧板磁性检测信号偏高、合金磁性偏强的情况，继续冷轧(9c)，并在进行终轧(10)前，增加二次中间退火(9d)，二次中间退火(9d)工艺参数与正常的中间退火(9)相同，通过二次中间退火(9d)消除残存的高温铁素体。

此后，按照正常合金加工处理工艺完成终轧(10)、固溶处理(11)制得最终产品，进行性能检验(12)和合格品包装入库或出厂(13)，完成奥氏体不锈钢板带材的生产。

需要说明的是，本发明控制棒驱动机构隔磁片用奥氏体不锈钢板带材料的制备方法中，对进行磁性无损检测没有特别限制，只要检测仪器能够同时对合金铸锭、锻坯、热轧板、经过中间退火的冷轧板进行无损的磁性检测，或者适合于对其中至少一种中间产品进行磁性无损检测即可。例如，根据本发明的一些实施方式，可以使用“不锈钢铁素体检测仪”或其他具有相似灵敏度的磁性无损检测方法及仪器进行检测，也可以采用题为“奥氏体不锈钢管内氧化物磁性无损检测方法及装置”(ZL 03 1 09490.2)在图2所示的各个合金生产工序中分别实施磁性无损检测(2a,5b,7b,7d,9b)，此检测装置能够对奥氏体不锈钢中含量在0.5％及以上的铁素体给出重复性良好的定量检测信号。检测输出信号越强，合金中铁素体相的含量越高。其中，核电站一回路主管道所使用Z2CN19.10奥氏体不锈钢(铸态)含有大约16％的铁素体，该检测装置给出的检测信号为70。

实施例1

根据本发明控制棒驱动机构隔磁片用奥氏体不锈钢板带材料的制备方法，采用25kg真空感应炉熔炼一系列不同化学成分的奥氏体不锈钢。采用ZL 03 1 09490.2揭示的奥氏体不锈钢管内氧化物磁性无损检测仪，对合金铸锭的磁性进行检测，得到合金铸锭的磁性与合金中铬当量与镍当量比值Creq/Nieq的关系如图3所示。经过化学成分分析和对合金熔炼及铸造过程检查，没有发现异常情况。因此，此磁性无损检测数据作为25kg真空感应炉熔炼及铸造工艺下的正常磁性检测结果，存入奥氏体不锈钢正常生产工艺下的磁性无损检测信号数据库。

图3结果表明：奥氏体不锈钢合金铸锭具有相当强的磁性，与材料学基础理论及以往的大量科研与生产实践结果相吻合，其原因是合金在通常的铸造凝固过程中，由熔融液体中析出的铁素体相在随后继续冷凝过程中通过包晶反应生成稳定的奥氏体相的转变过程没有能够充分完成而残存到凝固组织中，成为合金中的高温残存铁素体。此外，合金中能够使铁素体相稳定的铬等合金元素含量(折算成铬当量)越高，同时合金中使奥氏体相稳定的镍等合金元素(折算成镍当量)越低，合金铸锭中高温残存铁素体的含量越高，对应于磁性无损检测的合金磁性信号越强。

实施例2

根据本发明控制棒驱动机构隔磁片用奥氏体不锈钢板带材料的制备方法，采用500kg真空感应炉熔炼化学成分为18.26％Cr-8.65％Ni-0.052％C-1.16％Mn-Fe的奥氏体不锈钢。采用ZL 03 1 09490.2揭示的奥氏体不锈钢管内氧化物磁性无损检测仪对合金的磁性在薄板生产过程中按照图2所示监控其磁性变化，实现全程控制，得到合金在各磁性监测控制的监测结果如下：

合金铸锭的磁性检测信号为64±7，锻造坯的检测信号为23±2，热轧板(未酸洗或进行光亮打磨态)的检测信号为17±2，中间退火处理的冷轧板不超过0.3(此为磁性无损检测装置的检测信号分辨极限)。

合金经过固溶处理后，最终产品力学性能满足控制棒驱动机构不导磁片的要求，其室温100Oe磁场强度下的相对磁导率为1.02，同样满足了产品的性能需要。在合金生产的各工序中，设备的运行情况记录均为正常，工艺参数也都在设定的工艺参数范围内。此外，对合金的各种中间产品的微观组织进行观察，铁素体相在逐步减少，同时没有发现异常的微观组织。为此，将上述合金生产流程中各阶段中间产品的磁性能均记录为“磁性正常”。这组数据因此作为这种成分合金生产过程中四个阶段中间产品的正常磁性值，加入到中间产品磁性数据库中。

可以理解的是，本发明控制棒驱动机构隔磁片用奥氏体不锈钢板带材料的制备方法中，对合金中间产品的磁性无损检测(2a,5b,7b,7d,9b)还可以对同一炉合金产品的不同区域进行检测，发现合金的磁性不均匀性，比如合金锻坯如果切头不足，磁性无损检测(2a)可以检测到磁性偏强的局部区域。原因是铸锭的锭头在浇铸后冷却速度较低，不同于其余区域，使其磁性偏强。

需要说明的是，本发明控制棒驱动机构隔磁片用奥氏体不锈钢板带材料的制备方法，不仅能够应用于生产弱磁性要求非常严格的核电站反应堆控制棒驱动机构中不导磁片的薄板原材料，也可以应用于其他弱磁性要求严格的奥氏体不锈钢生产过程的磁性控制，从而建立独特的合金弱磁性良好控制的生产监控工艺。

此外，本发明控制棒驱动机构隔磁片用奥氏体不锈钢板带材料的制备方法，也能够应用于生产工艺流程不同于上述实施例的奥氏体不锈钢板带材棒的生产过程中，比如大工业生产中合金熔炼(含炉外精炼处理)后连续铸造成板坯，没有铸造及锻造加工工序，而是直接进行热轧加工的生产流程中。只要合金最终经过冷加工成板带材或者棒材，即合金首先经历锻造和/或者热轧，产品经过冷轧完成最终成形，并且经过固溶处理软态交付，对于合金的弱磁性具有比较严格的要求，本发明控制棒驱动机构隔磁片用奥氏体不锈钢板带材料的制备方法即可得到应用。其中，在室温下采用磁性无损检测方法对连铸板坯、热轧板、中间退火态冷轧板进行中间产品磁性检测，并且对磁性偏强的中间产品在随后实施至少一次补救措施，即增加合金在其单相奥氏体温度区域内的退火处理，或者延长保温时间和/或提高保温温度，或者增加单相奥氏体温度区域内的二次冷轧中间退火处理，降低磁性以减小最终产品的磁性不合格率。

结合以上对本发明实施方式的详细描述可以看出，相对于现有技术，本发明控制棒驱动机构用奥氏体不锈钢板带材料及其制备方法具有以下优点：

利用磁性无损检测方法检测合金的铸锭、锻坯、热轧板和中间退火态冷轧板这四种加工状态下的中间产品的磁性，将各中间产品的磁性检测结果与已有正常状态下的对应数据相比较：处于正常范围和磁性偏弱的合金，进入下一步预定的加工工序；磁性偏强的合金，在后续加工制备工序中采取针对性处理，使合金进入最终冷轧加工之前磁性处于正常范围或者尽量接近正常水平，因此可以提高终轧及固溶处理后合金成品的磁性能合格率。

经实际检测，采用本发明控制棒驱动机构用奥氏体不锈钢板带材料及其制备方法，可有效控制材料的磁性，相对磁导率大约为1.010。将采用本发明控制棒驱动机构用奥氏体不锈钢板带材料隔磁片装入核电机组，发生移动衔铁临界释放电流超差问题时进行了170万步性能试验的钩爪组件中，在样机上进行冷态、热态、热态后冷态出厂验证试验，试验结果显示，所有试验结果满足设计限值要求，且对衔铁打开临界电流具有明显的改善作用，证实了采用本发明控制棒驱动机构用奥氏体不锈钢板带材料制备方法获得的控制棒驱动机构出厂试验时临界电流偏低的问题已彻底解决。

根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行适当的变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。

Claims (15)

1.一种控制棒驱动机构隔磁片用奥氏体不锈钢板带的制备方法，其包括以下工序：1)通过合金熔炼与浇铸得到铸锭；2)对铸锭进行化学分析；3)对铸锭锻造加热及锻造得到锻坯；4)对锻坯加热及热轧获得热轧板；5)对热轧板冷轧获得中间冷轧板；6)对冷轧板中间退火、最终冷轧、固溶处理获得最终产品；以及7)对最终产品进行性能检测，合格品包装入库及出厂；其特征在于，在合金浇铸、锻造、热轧和中间退火后，对铸锭、锻坯、热轧板、中间退火态冷轧板采用磁性无损检测方法实施磁性检测。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，进一步包括：将所得到的磁性检测结果与正常生产过程中的对应数据进行比较，如果磁性检测数据相同或者处于允许的偏差范围内，形成“磁性正常”的记录，按照正常的生产流程进入下一道工序；如果磁性无损检测的结果与此前正常生产过程中记录的检测数据出现较大偏差，形成“铸锭磁性偏强/偏弱”的记录。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，对于合金浇铸磁性无损检测发现磁性检测结果与合金铸锭的预定正常值存在明显偏差的合金，进一步判断合金的化学成分是否偏离预定成分较多，如果化学分析表明合金成分已超出产品标准规定的范围，将合金铸锭报废；如果化学分析表明合金化学成分未超出产品标准规定范围，继续将合金加工成最终产品。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，如果化学分析表明合金化学成分未超出产品标准规定范围，将浇铸所得铸锭在锻造前加热工序的保温时间在锻造加热工艺中规定的保温时间基础上延长5分钟至6小时或延长30分钟至2小时；或者将锻造前加热保温温度在锻造加热工艺中规定的保温温度基础上升高10至100℃或提升50℃且保温温度不超过合金的单相奥氏体区的上限温度；或者提高保温温度并延长保温时间。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，对于浇铸得到铸锭的磁性无损检测中磁性无损检测信号偏高的合金铸锭，对锻造后的锻坯增加退火处理，锻后退火工艺参数为：将锻造后锻坯加热到1000至1250℃或1100至1200℃，但不超过合金的单相奥氏体区的上限温度；保温5分钟至6小时或30分钟至2小时。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，如果合金锻坯的磁性检测信号正常，则形成“锻坯磁性正常”的磁性评定记录，并按照正常的工艺参数进行后续锻坯热轧加热及热轧加工；如果锻坯的磁性无损检测结果相对于正常状态的合金锻坯磁性检测数据仍然偏差明显，则首先形成“锻坯磁性偏强/偏弱”的记录。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，如果合金锻坯磁性检测信号偏高、合金磁性偏强，采用热轧强化加热将合金锻造所得锻坯进行热轧前加热的保温时间在热轧加热工艺中规定保温时间基础上延长5分钟至6小时或延长30分钟至2小时；或将热轧加热保温温度在热轧加热工艺中规定保温温度基础上升高10至100℃或提升50℃，保温温度不超过合金的单相奥氏体区的上限温度；或者提高保温温度并延长保温时间。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，对锻坯磁性无损检测中，磁性无损检测信号偏高的合金锻坯，对热轧后的热轧板增加退火处理，轧后退火工艺参数为：将热轧后热轧板加热到1000至1250℃或优选1100至1200℃，但不超过合金的单相奥氏体区的上限温度；保温10分钟至6小时或30分钟至2小时。

9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，如果对合金热轧板的磁性检测信号正常，则形成“热轧板磁性正常”的磁性评定记录，并按照正常的工艺参数进行后续冷轧加工；如果热轧板的磁性无损检测结果相对于正常状态的合金热轧板磁性检测数据仍然偏差明显，则形成“热轧板磁性偏强/偏弱”的记录。

10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，对于热轧板磁性检测信号偏高、合金磁性偏强的情况，如果热轧板此前未进行轧后退火，采用与轧后退火相同的“冷轧前退火”，冷轧前退火处理的热轧板再次进行磁性无损检测，如果合金热轧板的磁性检测信号正常，则形成“热轧板磁性正常”的磁性评定记录，并按照正常的工艺参数进行后续冷轧加工。

11.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，如果经过轧后退火或者冷轧前退火后，热轧板的磁性无损检测的结果相对于正常状态的合金热轧板磁性检测数据仍然偏差明显，则形成“热轧板磁性偏强/偏弱”的记录。

12.根据权利要求11所述的制备方法，其特征在于，对于磁性偏强的合金热轧板，冷轧加工后采用中间强化退火，指将冷轧板中间退火处理的保温时间由正常中间退火的时间延长3分钟至3小时或10分钟至1小时；或中间退火的保温温度由正常中间退火的规定保温温度基础上提高10至100℃或50℃，但不超过合金的单相奥氏体区的上限温度；或者提高保温温度并延长保温时间。

13.根据权利要求12所述的制备方法，其特征在于，对合金冷轧板经过中间退火或强化中间退火后的中间退火态冷轧板实施磁性无损检测，如果合金的磁性检测信号正常，则形成“中间退火态冷轧板磁性正常”的磁性评定记录，并按照正常的工艺参数进行后续终轧加工；如果中间退火态冷轧板的磁性无损检测结果相对于正常状态的合金中间退火态冷轧板磁性检测数据仍然偏差明显，则形成“中间退火态冷轧板磁性偏强/偏弱”的记录。

14.根据权利要求13所述的制备方法，其特征在于，对于中间退火态冷轧板磁性检测信号偏高、合金磁性偏强的情况，继续冷轧并在进行终轧前，增加二次中间退火，二次中间退火工艺参数与正常的中间退火相同。

15.一种控制棒驱动机构隔磁片用奥氏体不锈钢板带材料，其特征在于，所述控制棒驱动机构隔磁片用奥氏体不锈钢板带材料是根据权利要求1至14中任一项权利要求所述的方法制备。