CN106929732B - 一种U-Mo合金的熔炼制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于核材料研究及制造技术领域，具体涉及到一种U‑Mo合金的熔炼制备方法。包括以下步骤：(1)确定合金组分。合金组分为：Mo的含量为1.8wt％～3.0wt％，Ca的含量为0.0005wt％～0.015wt％，Fe的含量为0.0005wt％～0.0075wt％，Si的含量为0.0005wt％～0.0075wt％，Co的含量为0.0005wt％～0.002wt％，Al的含量为0.0005wt％～0.002wt％，余量为U；(2)合金化熔炼。采用真空合金化方法对按照步骤(1)配比的材料进行合金化熔炼；制备出合金组分为步骤(1)中确定的组分的合金，将其记为U‐Mo合金；(3)退火处理。设定退火温度为1000℃，将步骤(2)中得到的U‐Mo合金进行进行24小时的均匀化退火处理。本发明制备U‐Mo合金具有较高铸态性能，相对于U‐Ti系列合金其铸态力学性能有大幅度提升。

Description

一种U-Mo合金的熔炼制备方法
技术领域
本发明属于核材料研究及制造技术领域，具体涉及到一种U-Mo合金的熔炼制备方法。
背景技术
贫铀材料的应用非常广泛，并且正在逐步拓展应用范围，尤其是在大型部件上的应用，近年的需求越来越大，例如大型武器部件、大型核电主泵飞轮、大型射线屏蔽体等，充分发挥贫铀材料高密度等特性外，对材料性能的要求越来越高，接受的考验夜越来越苛刻。目前比较成熟的贫铀结构材料主要是U-Ti系列合金，但是U-Ti合金的铸态性能较差，需要通过热变形、淬火的手段提高性能，而其淬透性又比较差，在大型部件的应用上具有一定的局限性。
因此，开发一种具有较高铸态性能的贫铀材料是其在大型部件上应用的一个有效途径。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种U-Mo合金的熔炼制备方法，从而提高铸态贫铀合金材料的性能。
为了实现这一目的，本发明采取的技术方案是：
一种U‐Mo合金的熔炼制备方法，包括以下步骤：
(1)确定合金组分
合金组分为：Mo的含量为1.8wt％～3.0wt％，Ca的含量为0.0005wt％～0.015wt％，Fe的含量为0.0005wt％～0.0075wt％，Si的含量为0.0005wt％～0.0075wt％，Co的含量为0.0005wt％～0.002wt％，Al的含量为0.0005wt％～0.002wt％，余量为U；
(2)合金化熔炼
采用真空合金化方法对按照步骤(1)配比的材料进行合金化熔炼；制备出合金组分为步骤(1)中确定的组分的合金，将其记为U-Mo合金；
真空合金化方法具体为以下方法之一：真空感应熔炼、真空电弧熔炼和真空电子束熔炼；
(3)退火处理
设定退火温度为1000℃，将步骤(2)中得到的U-Mo合金进行进行24小时的均匀化退火处理。
进一步的，如上所述的一种U-Mo合金的熔炼制备方法，步骤(2)合金化熔炼中，真空合金化时的真空度小于10-1Pa。
进一步的，如上所述的一种U-Mo合金的熔炼制备方法，步骤(3)退火处理中，退火处理的环境为惰性气体保护。
进一步的，如上所述的一种U-Mo合金的熔炼制备方法，步骤(3)退火处理中，惰性气体为以下气体中的一种：氩气、氦气。
进一步的，如上所述的一种U-Mo合金的熔炼制备方法，步骤(3)退火处理中，退火处理时的真空度小于10-1Pa。
进一步的，如上所述的一种U-Mo合金的熔炼制备方法，步骤(1)确定合金组分时，合金组分为：Mo的含量为2wt％，Ca的含量为0.0005wt％～0.015wt％，Fe的含量为0.0005wt％～0.0075wt％，Si的含量为0.0005wt％～0.0075wt％，Co的含量为0.0005wt％～0.002wt％，Al的含量为0.0005wt％～0.002wt％，余量为U。
本发明技术方案的有益效果在于：本发明制备U-Mo合金具有较高铸态性能，相对于U-Ti系列合金其铸态力学性能有大幅度提升。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明技术方案进行进一步详细说明。
本发明一种U‐Mo合金的熔炼制备方法，包括以下步骤：
(1)确定合金组分
合金组分为：Mo的含量为1.8wt％～3.0wt％，Ca的含量为0.0005wt％～0.015wt％，Fe的含量为0.0005wt％～0.0075wt％，Si的含量为0.0005wt％～0.0075wt％，Co的含量为0.0005wt％～0.002wt％，Al的含量为0.0005wt％～0.002wt％，余量为U；
(2)合金化熔炼
采用真空合金化方法对按照步骤(1)配比的材料进行合金化熔炼；制备出合金组分为步骤(1)中确定的组分的合金，将其记为U-Mo合金；
真空合金化方法具体为以下方法之一：真空感应熔炼、真空电弧熔炼和真空电子束熔炼；真空合金化时的真空度小于10-1Pa。
(3)退火处理
设定退火温度为1000℃，将步骤(2)中得到的U-Mo合金进行进行24小时的均匀化退火处理。退火处理的环境为采用氩气或氦气的惰性气体保护，当不采用惰性气体保护时，要控制退火处理时的真空度小于10-1Pa。
在本实施例中，合金密度≥18.5g/cm3，其力学性能如下表所示：
表1 本实施例一种U-Mo合金的力学性能
试验温度 室温
抗拉强度，MPa ≥750
屈服强度，MPa, ≥540
延伸率，％, ≥10
断面收缩率，％ ≥20
冲击韧性，J/cm2 ≥35
弹性模量GPa ≥160
泊松比 ≥0.3
断裂韧性KIC ≥68MPa·m1/2
优选的，合金组分可以为Mo的含量为2wt％，Ca的含量为0.0005wt％～0.015wt％，Fe的含量为0.0005wt％～0.0075wt％，Si的含量为0.0005wt％～0.0075wt％，Co的含量为0.0005wt％～0.002wt％，Al的含量为0.0005wt％～0.002wt％，余量为U。此时合金的力学性能如下表所示：
表2 本实施例一种U-2wt％Mo合金的力学性能
试验温度 室温
抗拉强度，MPa 894
屈服强度，MPa, 600
延伸率，％, 14.9
断面收缩率，％ 32
冲击韧性，J/cm2 55
弹性模量GPa 160
泊松比 0.3
断裂韧性KIC 73MPa·m1/2

Claims (1)

1.一种U-Mo合金的熔炼制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)确定合金组分
合金组分为：Mo的含量为2wt％，Ca的含量为0.0005wt％～0.015wt％，Fe的含量为0.0005wt％～0.0075wt％，Si的含量为0.0005wt％～0.0075wt％，Co的含量为0.0005wt％～0.002wt％，Al的含量为0.0005wt％～0.002wt％，余量为U；
(2)合金化熔炼
采用真空合金化方法对按照步骤(1)配比的材料进行合金化熔炼；制备出合金组分为步骤(1)中确定的组分的合金，将其记为U-Mo合金；
真空合金化方法具体为以下方法之一：真空感应熔炼、真空电弧熔炼和真空电子束熔炼；
(3)退火处理
设定退火温度为1000℃，将步骤(2)中得到的U-Mo合金进行进行24小时的均匀化退火处理。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103561893A (zh) * 2010-12-28 2014-02-05 法国原子能及替代能源委员会 制备基于铀和钼的合金粉末的方法
CN103608481A (zh) * 2010-12-28 2014-02-26 法国原子能及替代能源委员会 可用于制造核燃料和旨在产生放射性同位素的靶的基于铀和钼的合金粉末

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103561893A (zh) * 2010-12-28 2014-02-05 法国原子能及替代能源委员会 制备基于铀和钼的合金粉末的方法
CN103608481A (zh) * 2010-12-28 2014-02-26 法国原子能及替代能源委员会 可用于制造核燃料和旨在产生放射性同位素的靶的基于铀和钼的合金粉末

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Interdiffusion Between Potential Diffusion Barrier Mo and U-Mo Metallic Fuel Alloy for RERTR Applications;K. Huang et al.;《Journal of Phase Equilibria and Diffusion》;20130413;第34卷(第4期);第307-312页 *
Phase transformation of metastable cubic γ-phase in U-Mo alloys;V.P. Sinha et al.;《Journal of Alloys and Compounds》;20100707;第506卷;第253-262页 *

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