專利名稱：：奧氏體不銹鋼包殼管及其制備工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于合金
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及一種鈉冷快堆用的碳化硼吸收體元件棒的奧氏體不銹鋼包殼管及其制備工藝。
背景技術(shù)：
：鈉冷快堆碳化硼吸收體元件棒工作于35(TC55(TC高溫鈉介質(zhì)環(huán)境中，并承受劑量高達(dá)50dpa快中子輻照，吸收體棒為通氣式的。這種吸收體棒(如控制棒及屏蔽棒)的包殼管為冷加工狀態(tài)的薄壁奧氏體不銹鋼管(外徑為1020mm，壁厚0.5lmm，冷作度為1520%),外側(cè)與高溫鈉接觸，內(nèi)置核級(jí)碳化硼芯塊。因此，這種包殼材料必須在高溫及高快中子通量輻照下與鈉和碳化硼有良好的相容性，在壽期內(nèi)有良好的抗腐蝕性和抗輻照腫脹性，良好的高溫力學(xué)性能，此外還要求它具有嚴(yán)格的尺寸精度及極高的表面質(zhì)量。為生產(chǎn)這樣的包殼管必須從冶煉、熱加工、冷加工、及檢驗(yàn)等方面嚴(yán)格加以控制。
發(fā)明內(nèi)容(一)發(fā)明目的本發(fā)明是針對(duì)現(xiàn)有的不銹鋼薄壁管不能滿足快堆元件棒的需要，提供一種新的不銹鋼包殼管及其制備工藝。(二)技術(shù)方案為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案。一種奧氏體不銹鋼包殼管的組分和重量配比為0.04%0.08X的C;《0.75X的Si;《0.02X的P;《0.02X的S;L5。/。2.(W的Mn;11.0%14.0《的Ni;16.0%18.0%的0;2.0免3.0y。的Mo;0.3%0.5%的Ti;《0.1%的0。;《0.002%的B;《0.035%的N;其余為Fe。這種奧氏體不銹鋼包殼管制備工藝包括如下步驟冶煉；熱加工；冷拔或冷軋；退火；矯直；清洗；包裝等。關(guān)鍵在于，所述的冶煉采用雙重冶煉，第一次為真空感應(yīng)熔煉或氬氧爐熔煉，第二次為自耗電極真空電弧重熔或電渣重熔；所述的熱加工后的退火過程采用氫氣保護(hù)或真空光亮退火處理；所述的最后一道冷加工時(shí)冷作度限制為1520%，加工后不再進(jìn)行固溶處理。對(duì)該技術(shù)方案所得到的產(chǎn)品確定如下特性。1.化學(xué)成分化學(xué)成分符合表l的規(guī)定。表l化學(xué)成分<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table>2.公差1)外徑±0.05(腿)，壁厚±0.06(mm)2)外徑和壁厚公差方向一致。3)直線度《1.0mm/m4)圓度在二分之一直徑公差范圍之內(nèi)。3.力學(xué)性能管材在室溫及54(TC下的力學(xué)性能符合表2的規(guī)定表2室溫及高溫的機(jī)械性能室溫540°C<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table>4.金相組織晶粒度細(xì)于6級(jí)(達(dá)到了89級(jí))；在最終冷加工前的固溶處理后無a相，在500X顯微鏡下觀察，晶界上無碳化物，無"o"相存在。各類非金屬夾雜物滿足表3規(guī)定。表3各類非金屬夾雜物滿足<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table>5.工藝性能擴(kuò)口率21%;壓扁率H=2.6。6.抗腐蝕性能在最后一道固溶處理后進(jìn)行的晶間腐蝕試驗(yàn)，無晶間腐蝕傾向。7)超聲波探傷對(duì)管材進(jìn)行的100%超聲波探傷檢査，表明內(nèi)外表面無超過標(biāo)準(zhǔn)傷的缺陷。標(biāo)準(zhǔn)傷尺寸為0.05X0.1X3.0(mm)(深X寬X長(zhǎng))。8.表面質(zhì)量管材內(nèi)外表面無肉眼可見的氧化皮、碎屑、裂紋、折疊、離層、軋孔、劃傷、擦傷、結(jié)疤等缺陷，成品管外表面光潔度Ra《0.8)nm，樣品管內(nèi)表面光潔度Ra《1.6pm。(三)有益效果本發(fā)明所提供的技術(shù)方案使用純金屬進(jìn)行配料，不允許使用廢鋼為原料，雙重熔煉，滿足材料極高的化學(xué)成分要求。在冷加工的各階段，采用光亮退火保證碳化物的溶解，并達(dá)到優(yōu)良的管材表面質(zhì)量，確保了產(chǎn)品的尺寸公差。具體實(shí)施方式下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步闡述。實(shí)施例1使用本發(fā)明所提供的技術(shù)方案制備鈉冷快堆碳化硼屏蔽組件的元件棒包殼，尺寸為-19.2x1(mm)，重量為700kg。具體制備步驟如下-(1)按照下列組分和重量配比，并分別利用真空感應(yīng)熔煉爐和自耗電極真空電弧爐進(jìn)行鋼水冶煉0.04%0.08%的<:;《0.75X的Si;《0.02X的P;《0.02X的S;1.5y。2.0y。的Mn;11.0%14.0%的Ni;16.0%18.0%的Cr;2.0%3.0《的Mo;0.3%0.5%的Ti;《0.1%的Co;《0.002%的8;《0.035%的N;其余為Fe。冶煉過程中，使用純金屬進(jìn)行配料，并禁止添加稀土元素。冶煉后用棒線材連扎機(jī)進(jìn)行開坯，制成不銹鋼盤元坯料。(2)熱加工。選擇的熱處理方法要保證碳化物的溶解，達(dá)到優(yōu)良的管材表面質(zhì)量與尺寸公差。本實(shí)施例采用氫氣保護(hù)或真空光亮退火處理。(3)冷拔或冷軋。冷加工過程禁止使用空拔的拔制工藝，禁止用機(jī)械方法對(duì)成品管材表面進(jìn)行拋光處理。(4)退火。(5)矯直。(6)清洗。(7)包裝。所制備的包殼管外徑為-19.2±0.07(mm)，壁厚為1±0.08(mm),外徑和壁厚公差方向一致，直線度《1.0mm/m，圓度在二分之一直徑公差范圍之內(nèi)。最終交貨狀態(tài)的冷加工度為17~20%。實(shí)施例2配比同實(shí)施例l。其不同之處是，在冶煉時(shí)，第一次氬氧爐熔煉，第二次為電渣重熔。顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，假若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。權(quán)利要求1.一種奧氏體不銹鋼包殼管的組分和重量配比為0.04％～0.08％的C；≤0.75％的Si；≤0.02％的P；≤0.02％的S；1.5％～2.0％的Mn；11.0％～14.0％的Ni；16.0％～18.0％的Cr；2.0％～3.0％的Mo；0.3％～0.5％的Ti；≤0.1％的Co；≤0.002％的B；≤0.035％的N；其余為Fe。2.制備權(quán)利要求l所述組分的奧氏體不銹鋼包殼管的工藝，包括如下步驟冶煉；熱加工；冷拔或冷軋；退火；矯直；清洗；包裝等，其特征在于所述的冶煉采用雙重冶煉，第一次為真空感應(yīng)熔煉或氬氧爐熔煉，第二次為自耗電極真空電弧重熔或電渣重熔；所述的熱加工后的退火過程采用氫氣保護(hù)或真空光亮退火處理；所述的最后一道冷加工時(shí)冷作度限制為1520%，加工后不再進(jìn)行固溶處理。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的奧氏體不銹鋼包殼管的工藝，其特征在于在冶煉過程中禁止添加稀土元素。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的奧氏體不銹鋼包殼管的工藝，其特征在于冷加工過程禁止使用空拔的拔制工藝，禁止用機(jī)械方法對(duì)成品管材表面進(jìn)行拋光處理。全文摘要本發(fā)明公開了一種鈉冷快堆用奧氏體不銹鋼包殼管及其制備方法。該種不銹鋼包殼管的組分和重量配比為0.04％～0.08％的C；≤0.75％的Si；≤0.02％的P；≤0.02％的S；1.5％～2.0％的Mn；11.0％～14.0％的Ni；16.0％～18.0％的Cr；2.0％～3.0％的Mo；0.3％～0.5％的Ti；≤0.1％的Co；≤0.002％的B；≤0.035％的N；其余為Fe。在冶煉時(shí)采用雙重冶煉，禁止添加稀土元素；熱加工時(shí)采用氫氣保護(hù)或真空光亮退火處理；冷加工過程禁止使用空拔的拔制工藝，禁止用機(jī)械方法對(duì)成品管材表面進(jìn)行拋光處理。該工藝所制出的不銹鋼包殼管滿足鈉冷快堆堆芯組件的需要。文檔編號(hào)C21D9/08GK101333631SQ200810135240公開日2008年12月31日申請(qǐng)日期2008年8月6日優(yōu)先權(quán)日2008年8月6日發(fā)明者張汝嫻,王曉榮,謝光善,錢順發(fā),晨黃申請(qǐng)人:中國原子能科學(xué)研究院