CN112941368A - 一种钛锆合金及其制备方法和应用 - Google Patents

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陈洁
康乐
罗平
卢怀乐
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Abstract

本发明属于合金制造技术领域。本发明提供了一种钛锆合金的制备方法，将钛粉和锆粉在高温下顺次进行初熔和重熔，其中锆粉和钛粉的质量比为1：0.4～0.6，经过两次熔炼后得到坯料；将坯料顺次进行第一次锻造和第二次锻造后获得钛锆合金，第一次锻造和第二次锻造的温度独立的大于等于700℃。本申请提供的制备方法工艺简单，工艺要求低，便于生产。本发明还提供了所述制备方法得到的钛锆合金，本发明提供的钛锆合金，降低了背底信号对中子实验测试的干扰，保证了中子散射实验结果的准确。

Description

一种钛锆合金及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及合金制造技术领域，尤其涉及一种钛锆合金及其制备方法和应用。
背景技术
在中子散射实验中，测试样品可以是液体、粉末和固体等形态，大部分样品都需采用样品盒盛放和封装，然后将样品盒放置到样品台，实验过程中，中子束入射到样品盒中，通过探测器采集中子散射数据，从而可分析样品的微观结构和动力学机制。
但是，盛放中子散射实验样品的样品盒，与一般的用于X射线实验的样品盒不同。相对于X射线来说，中子源的中子通量低，因此中子散射实验需要对背底进行严格的控制，避免各种背底信号来源对中子散射数据质量造成影响。因此现有的样品盒需要单一的金属来制成，降低信号的干扰，但同时单一金属的成型困难也制约中子散射技术的发展。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的缺陷，提供一种钛锆合金及其制备方法和应用。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种钛锆合金的制备方法，包含下列步骤：
(1)将钛粉和锆粉混合熔炼得到坯料；
(2)将坯料进行锻造即得所述钛锆合金。
作为优选，所述步骤(1)中锆粉和钛粉的质量比为1：0.4～0.6。
作为优选，所述步骤(1)中熔炼为顺次进行的初熔和重熔；
所述初熔的温度大于等于2000℃。
作为优选，所述重熔的温度大于等于1750℃。
作为优选，所述步骤(2)中锻造为顺次进行的第一次锻造和第二次锻造；
所述第一次锻造的温度大于等于700℃，所述第一次锻造的圆柱直径为40～60mm。
作为优选，所述第二次锻造的温度大于等于700℃，所述第二次锻造的圆柱直径为6～20mm。
本发明还提供了所述制备方法得到的钛锆合金。
本发明还提供了所述钛锆合金在制备中子散射样品盒中的应用。
本发明提供了一种钛锆合金的制备方法，将钛粉和锆粉在高温下熔炼得到坯料，将坯料进行锻造后获得钛锆合金。本申请提供的制备方法工艺简单，工艺要求低，便于生产。
本发明还提供了所述制备方法得到的钛锆合金，本发明提供的钛锆合金，降低了背底信号对测试的干扰，保证了中子散射实验结果的准确。
附图说明
图1为实施例1制备的钛锆合金中子衍射实验图。
具体实施方式
本发明提供了一种钛锆合金的制备方法，包含下列步骤：
(1)将钛粉和锆粉混合熔炼得到坯料；
(2)将坯料进行锻造即得所述钛锆合金。
在本发明中，所述步骤(1)中锆粉和钛粉的质量比优选为1：0.4～0.6，进一步优选为1：0.44～0.56，更优选为1：0.48～0.52。
在本发明中，所述步骤(1)中熔炼优选为顺次进行的初熔和重熔。
在本发明中，所述初熔的温度优选大于等于2000℃，进一步优选大于等于2200℃，更优选为大于等于2400℃。
在本发明中，所述重熔的温度优选大于等于1750℃，进一步优选大于等于1850℃，更优选大于等于1950℃。
在本发明中，重熔结束后优选进行冷却，重熔后得到坯料，将坯料进行抛光除去裂纹。
在本发明中，抛光采用本领域技术人员所公知的方法进行抛光；抛光结束后将坯料装进不锈钢钢套中并抽真空，所述抽真空的真空度优选为1～10pa，进一步优选为2～8pa，更优选为4～6pa；将坯料和钢套一起加热，所述加热的目标温度优选为大于等于1100℃，进一步优选为大于等于1200℃，更优选大于等于1300℃；达到加热温度后立即进行锻造。
在本发明中，所述步骤(2)中锻造优选为顺次进行的第一次锻造和第二次锻造。
在本发明中，所述第一次锻造的温度优选大于等于700℃，进一步优选大于等于800℃，更优选大于等于900℃；所述第一次锻造的圆柱直径优选为40～60mm，进一步优选为44～56mm，更优选为48～52mm。
在本发明中，所述第二次锻造的温度优选大于等于700℃，进一步优选大于等于800℃，更优选大于等于900℃；所述第二次锻造的圆柱直径优选为6～20mm，进一步优选为10～16mm，更优选为12～14mm。
在本发明中，锻造结束后自然冷却至室温。
本发明还提供了所述制备方法得到的钛锆合金。
本发明还提供了所述钛锆合金在制备中子散射样品盒中的应用。
下面结合实施例对本发明提供的技术方案进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
选取500g的锆粉和240g的钛粉；将锆粉和钛粉在2200℃下进行初熔，得到合金液，冷却后在1850℃下重熔，重熔后在室温下进行冷却，得到均匀的坯料；将坯料进行抛光，去除表面的裂纹；然后将坯料装进不锈钢钢套中抽真空至10pa后加热至1300℃开始锻造，控制第一次锻造的温度为700℃，将圆柱的直径锻造为50mm；控制第二次锻造的温度为800℃，将圆柱的直径锻造为15mm，锻造结束后自然冷却至室温，得到钛锆合金。
将本实施例制备的钛锆合金进行中子衍射实验，实验结果如图1所示，测试时，中子源功率100kw，测试时长59.45h，中子波长
Figure BDA0002924568530000031
可以看出测试谱中没有衍射峰出现，即中子相干散射强度接近0，谱图中看到的馒头包可以理解成非相干散射强度，强度等级也极低，充分证明本实施例所述的钛锆合金是一种很好的中子散射样品盒材料。
实施例2
选取100g的锆粉和44g的钛粉；将锆粉和钛粉在2300℃下进行初熔，得到合金液，冷却后在1750℃下重熔，重熔后在室温下进行冷却，得到均匀的坯料；将坯料进行抛光，去除表面的裂纹；然后将坯料装进不锈钢钢套中抽真空至5pa后加热至1100℃开始锻造，控制第一次锻造的温度为850℃，将圆柱的直径锻造为45mm；控制第二次锻造的温度为900℃，将圆柱的直径锻造为14mm，锻造结束后自然冷却至室温，得到钛锆合金。。
本实施例制备的钛锆合金材料的中子相干散射长度为零，出现无峰、强度低、易处理的非相干散射谱，从而使中子散射实验的数据质量更加可靠、可信。
实施例3
选取200g的锆粉和112g的钛粉；将锆粉和钛粉在2400℃下进行初熔，得到合金液，冷却后在1950℃下重熔，重熔后在室温下进行冷却，得到均匀的坯料；将坯料进行抛光，去除表面的裂纹；然后将坯料装进不锈钢钢套中抽真空至1pa后加热至1200℃开始锻造，控制第一次锻造的温度为800℃，将圆柱的直径锻造为55mm；控制第二次锻造的温度为850℃，将圆柱的直径锻造为12mm，锻造结束后自然冷却至室温，得到钛锆合金。。
本实施例制备的钛锆合金材料的中子相干散射长度为零，出现无峰、强度低、易处理的非相干散射谱，不会对测试样品的数据分析造成影响。
由以上实施例可知，本发明提供了一种钛锆合金，通过将不同的金属分加热熔融得到的金属液，达到了消磁的目的，本发明提供的钛锆合金，其材料的中子相干散射长度为零，不会对测试样品的数据分析造成影响。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种钛锆合金的制备方法，其特征在于，包含下列步骤：
(1)将钛粉和锆粉混合熔炼得到坯料；
(2)将坯料进行锻造即得所述钛锆合金。
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中锆粉和钛粉的质量比为1：0.4～0.6。
3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中熔炼为顺次进行的初熔和重熔；
所述初熔的温度大于等于2000℃。
4.如权利要求1～3任意一项所述的制备方法，其特征在于，所述重熔的温度大于等于1750℃。
5.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中锻造为顺次进行的第一次锻造和第二次锻造；
所述第一次锻造的温度大于等于700℃，所述第一次锻造的圆柱直径为40～60mm。
6.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述第二次锻造的温度大于等于700℃，所述第二次锻造的圆柱直径为6～20mm。
7.权利要求1～6任意一项所述制备方法得到的钛锆合金。
8.权利要求7所述钛锆合金在制备中子散射样品盒中的应用。
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