【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于合金制備，具體涉及一種易焊接鉬錸合金及其制備工藝。
技術介紹
1、鉬錸合金具有優異的韌性、延展性、低的韌脆轉變溫度而受到廣泛關注。在高溫條件下，鉬錸合金與un、uc、uo2等常用核燃料具有良好的相容性，能夠降低空間核反應堆發射階段因焊縫強度低而發生脫落的安全事故。核反應堆堆芯結構材料為薄壁細管，鎢合金密度大且較脆，無法應用。鉬錸合金因較小的中子吸收截面、適中的密度被視為核反應堆堆芯結構材料的最佳候選者。
2、目前核反應堆堆芯常用的是mo-14re、mo-30re和mo-47re，錸含量越高鉬錸合金的焊接性能越好，但高溫環境下鉬錸合金容易氧化生成氧化膜阻礙焊接過程，且過高的錸含量在高溫下易生成脆性的鉬錸化合物而降低鉬錸合金的韌性，不利于焊接。此外，錸元素在受到中子輻照后發生嬗變，同時與中子反應，降低核反應堆堆芯壽命。錸元素含量低，鉬錸合金高溫塑韌性不足，再結晶溫度低，焊接過程中焊接溫度高于再結晶溫度，出現熱影響區脆化，大幅降低鉬錸合金性能。綜上，設計出一種錸元素含量低，且不影響焊接性能的鉬錸合金顯得尤為重要。
技術實現思路
1、本專利技術的目的在于提供一種易焊接鉬錸合金及其制備工藝，在鉬錸合金中添加zrc顆粒，zrc可以吸收鉬錸合金晶界處的氧，原位自生zro2，凈化晶界，從而有效提高鉬錸合金的強度和塑韌性，提高鉬錸合金的焊接性能。
2、本專利技術具體是通過以下技術方案來實現的，依據本專利技術提出的一種易焊接鉬錸合金的制備工藝，包括以下步驟：>
3、(1)將四鉬酸銨、re粉、zrc粉置于雙動力混料機中混合均勻，得到鉬錸碳化鋯復合粉體；其中，re粉占復合粉體質量的3％～9％，zrc粉占復合粉體質量的0.3％～0.6％，余量為四鉬酸銨；
4、(2)將步驟(1)得到的鉬錸碳化鋯復合粉體煅燒后進行氫還原，得到鉬錸合金復合粉體；
5、(3)將步驟(2)得到的鉬錸合金復合粉體依次進行冷等靜壓壓坯、無壓燒結、熱等靜壓燒結、高溫軋制、退火，得到高致密易焊接鉬錸合金板。
6、優選地，步步驟(1)中雙動力混料機轉速為20～50r/min，混料時間為6～10h。
7、優選地，步驟(2)中煅燒在空氣中進行，煅燒溫度為450～550℃，時間為4～6h。所述的氫還原包括兩段氫還原，第一階段氫還原溫度為350～550℃，氫氣流量為15～20m3/h，保溫5～10h；第二階段氫還原溫度為750～900℃，氫氣流量為20～25m3/h，保溫8～12h。
8、優選地，步驟(3)中冷等靜壓壓坯采用冷等靜壓機，壓力為150～200mpa，保壓20～30min；無壓燒結采用無壓中頻爐并通入氫氣，燒結溫度為2000～2200℃，保溫時間為6～12h，氫氣流量為18～20m3/h；熱等靜壓燒結的溫度為1900～2000℃，保溫時間為1～3h，升溫速率為10℃/min，峰值壓力為150～180mpa。
9、優選地，步驟(3)中高溫軋制在氫氣氛中進行，開坯溫度為1300～1650℃，氫氣流量為10～15m3/h，單次變形量為20～30％，一火一道次，交叉軋制，總變形量>60％。
10、優選地，步驟(3)中退火選用真空再結晶退火，退火溫度為1200～1400℃，保溫時間0.5～1h，真空度>10-2mpa，隨爐冷卻。
11、按照上述方法制備的易焊接鉬錸合金的室溫抗拉強度大于200mpa，延伸率大于12％。焊接時采用真空電子束焊接，真空度10-4～10-5pa，電壓100～150kv，束流強度5～16ma，焊接速度10～25mm/s。
12、本專利技術與現有技術相比具有明顯的優點和有益效果。借由上述技術方案，本專利技術可達到相當的技術進步性及實用性，并具有廣泛的利用價值，其至少具有下列優點：
13、本專利技術將碳化鋯、二氧化鉬和錸粉混合，鉬錸碳化鋯前驅復合粉體經煅燒和氫氣還原，得到摻雜有碳化鋯的鉬錸合金粉體，通過冷等靜壓壓制和無壓燒結后再用熱等靜壓二次燒結，獲得了致密度更高的鉬錸合金，最后經過高溫軋制和真空再結晶退火，得到了高致密易焊接鉬錸合金。制備的鉬錸碳化鋯復合粉體顆粒呈亞微米近球形，能有效提高粉體燒結活性，二次相碳化鋯的引入能有效阻礙燒結過程中晶粒長大，細化晶粒，提高鉬錸合金的高溫強度。該易焊接鉬錸合金中，碳化鋯顆粒彌散分布于合金基體中，焊接過程中，碳化鋯吸收晶界處的氧雜質，凈化晶界，原位自生形成納米氧化鋯，提高鉬錸合金再結晶溫度和高溫強度，抑制焊接過程中晶粒快速長大而發生再結晶脆化。鉬錸合金焊縫處結構組織均勻致密，顯著降低了焊縫處氣孔的數量，減小了焊縫熱影響區面積，獲得了較高的焊縫強度。制備的高致密易焊接鉬錸合金的室溫抗拉強度可達240mpa，延伸率可達12％以上。
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1.一種易焊接鉬錸合金，其特征在于按照以下方法制備：
2.如權利要求1所述的易焊接鉬錸合金，其特征在于步驟(1)中雙動力混料機轉速為20～50r/min，混料時間為6～10h。
3.如權利要求1所述的易焊接鉬錸合金，其特征在于步驟(2)中煅燒在空氣中進行，煅燒溫度為450～550℃，時間為4～6h。
4.如權利要求1所述的易焊接鉬錸合金，其特征在于步驟(2)所述的氫還原包括兩段氫還原，第一階段氫還原溫度為350～550℃，氫氣流量為15～20m3/h，保溫5～10h；第二階段氫還原溫度為750～900℃，氫氣流量為20～25m3/h，保溫8～12h。
5.如權利要求1所述的易焊接鉬錸合金，其特征在于步驟(3)中冷等靜壓壓坯采用冷等靜壓機，壓力為150～200MPa，保壓20～30min；無壓燒結采用無壓中頻爐并通入氫氣，燒結溫度為2000～2200℃，保溫時間為6～12h，氫氣流量為18～20m3/h；熱等靜壓燒結的溫度為1900～2000℃，保溫時間為1～3h，升溫速率為10℃/min，峰值壓力為150～180MPa。
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