锆棒_宝鸡锆棒加工_宝鸡锆棒定制

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锆棒熔铸
加工管棒用的铸锭以海绵锆为原料。核动力工程用材料的锭子，要以核级海绵锆为原料，并应严格限制Hf、B、Cd、U等20多种杂质元素的含量。合金元素可以以高纯金属或母合金等形式加入。
海绵锆和合金元素一起被压制成棒状电极，在真空自耗电极电弧炉内进行两次熔炼，可获得组织致密、成分均匀的铸锭。压制棒状电极之前，海绵锆与合金元素应该大体上均匀混合。压制的电极应有适当的致密度。二次熔炼所得的锭子，表里各处的化学成分都应在规定的范围之内。
熔铸锆锡合金时，为了避免低熔点合金元素(Sn)在第一次熔炼时可能超前流淌，合金元素以母合金的形式加入，比以纯金属加入更有利于锭的成分均匀。熔铸锆锡合金用的是Zr—Sn—Cr—Fe或Zr—Sn—Cr—Fe—Ni母合金。熔炼锆铌合金锭时，合金元素以Zr—Nb母合金的形式加入，比以纯铌加入较容易避免难熔元素(Nb)的偏析。
母合金通常用真空非白耗电极电弧炉炼制。真空自耗熔炼法制备的锆合金锭一般重约几百公斤，它的成分均匀性容易控制，也适合塑性加工的需要。当代熔铸技术的进步已能生产超过1t重的均质大锭。
锆及其合金感应熔炼铸造技术已开始步入实用化阶段。此法的技术困难是克服坩埚材质对锆的污染，解决办法有：采用复合涂层坩埚或冷坩埚感应熔炼以及采用凝壳铸造等工艺措施。例如，脉冲反应堆用的锆铀合金棒既可用2～3次真空自耗熔炼铸锭再挤压的方法制取，也可采用真空中频感应炉直接铸棒。
塑性加工锆合金管棒的毛坯用热锻、热挤压等方法制备，热加工塑性良好，变形抗力不很高。
光锭锻造前用箱式电炉加热。为了减少高温氧化，锭子可用玻璃涂层保护。当用燃油炉和煤气炉加热时，加热应在中性或微氧化性气氛下进行，避免火焰直射锭表面。大变形量的锻造在β相(体心立方)进行，精锻在α相(密集六方)的高温区进行。锻造设备选用空气锤、蒸汽锤、油压机均可。
管坯和棒坯采用包套挤压法制取。常用紫铜做包套，以起改善润滑和避免锆高温氧化的作用。铸锭和锻件都可以做挤压坯。用箱式炉或工频炉加热，加热温度控制在α相的偏中高温度区。
一般用锥形模挤压，以保证挤出件的铜包皮连续与完整。挤前加热的温度上限是包套材质与锆可能产生共晶物质的最低温度(查Cu—Zr二元相图可知)，以免恶化挤出件表面。例如，包铜套挤压锆及其合金时加热温度应低于885℃。进行高温无包套挤压时，可用玻璃浴炉或盐浴炉加热光锭。
管棒材成品用冷轧、旋转锻造、旋压、拉拔等冷加工方法生产。锆及其合金冷加工时的塑性良好，变形抗力中等，冷加工性能近似低碳钢，但是难于润滑而容易粘模，对拉拔坯料要进行表面磷化或氧化处理。为了得到理想的表面质量，管材一般不用拉拔而用冷轧法生产。
对于核燃料元件的包壳管，用量多要求高，可用二辊或多辊式冷轧管机组轧制。欧美各国多用二辊式冷轧管机生产锆合金管。压水堆用锆合金包壳管的尺寸范围是声φ6～15mm×0.4～0.7mm。做燃料元件端塞的棒材通常也不用冷拔法生产，而且挤制的棒坯再经冷旋转锻造制得。端塞的直径与包壳管的外径相同，棒材成品规格应留有端塞机加工的裕量。
半成品管末次中间退火之后的终轧应以减壁为主，终轧减壁率与减径率的比值(Q)必须大于1。对于Q>1的管子在织构分析时看到，金属晶体六方点阵的C轴几乎平行于管子直径。
这种成品管子在反应堆内工作吸氢以后，取样做横截面金相分析时，可以看到氢化物的分布位向大体上呈切向。氢化物的这种切向分析有利于管子抗裂。而Q<1的管子，氢化物则近乎径向分布。因此，管子末次中问退火后到成品规格前轧管的Q值应≥2～3。
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