專(zhuān)利名稱：：絲材繞制的螺旋及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于合金
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及一種用于鈉冷快堆堆芯組件的絲材繞制的變徑螺旋及其制備方法。
背景技術(shù)：
：絲材繞制的螺旋適用于鈉冷快堆堆芯組件，作為節(jié)流裝置的零部件，起到減小管腳上、下的鈉漏流量，保證在不同的流量區(qū)通過(guò)規(guī)定流量的冷卻劑鈉。該絲材繞制的螺旋工作于350'C4(XrC高溫鈉介質(zhì)環(huán)境中，快中子輻照劑量很高，同時(shí)，為便于組件的裝卸以及有效節(jié)流，因此，該絲材繞制的螺旋雖然是不銹鋼材質(zhì)，有圓柱形彈簧的外形，但不具備彈簧的功能，壓縮強(qiáng)度較低。還有，為保證在反應(yīng)堆運(yùn)行狀態(tài)下的節(jié)流效果，螺旋的材質(zhì)必須與元件棒包殼管一致，且入口尺寸公差與表面質(zhì)量要求極其嚴(yán)格。國(guó)外發(fā)展快堆技術(shù)的先進(jìn)國(guó)家雖有所生產(chǎn)，但沒(méi)有公開(kāi)具體的制備方法。目前，與之類(lèi)似的是不銹鋼彈簧制備工藝。普遍使用的不銹鋼彈簧鋼絲分為以下三類(lèi)相變強(qiáng)化馬氏不銹鋼彈簧鋼絲、形變強(qiáng)化奧氏體一馬氏體不銹鋼彈簧鋼絲、沉淀硬化奧氏體一馬氏體不銹鋼彈簧鋼絲。這些不銹鋼鋼絲都不能滿足快堆節(jié)流的需要。
發(fā)明內(nèi)容(一)發(fā)明目的本發(fā)明是針對(duì)現(xiàn)有的絲材繞制的螺旋不能滿足快堆元件棒節(jié)流的需要，提供一種新的絲材繞制的螺旋及其制備方法。(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。一種絲材繞制的螺旋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0;2.0%3.0%的Mo;0.3%0.5%的Ti;《0.1%的Co;《0.002T。的B;《0.035%的N;其余為Fe。制備這種螺旋的方法包括如下步驟(1)冶煉；(2)熱加工；(3)冷拔；(4)退火；(5)繞制；(6)包裝等。關(guān)鍵在于，所述的步驟(1)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；所述的步驟(5)繞制工序是將不銹鋼絲按照上端有0.51圈外徑從cl)a平穩(wěn)地過(guò)渡到())b，下端有11.5圈外徑從(l)a平穩(wěn)地過(guò)渡到(l)c，中間部位外徑為小a,小a、小b、(()c的大小根據(jù)組件的需要確定；再將繞制好的變徑螺旋在450。C480。C下保溫3050分鐘進(jìn)行熱處理，或在350。C380。C下保溫23小時(shí)進(jìn)行熱處理；最后對(duì)對(duì)定形的變徑螺旋進(jìn)行電化學(xué)拋光，粗糙度不低于Ra0.8。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)成分為了滿足材料極高的化學(xué)成分要求，在熔煉中二次熔煉，即真空感應(yīng)熔煉及其后的電渣重熔，化學(xué)成分符合表1的規(guī)定。表l化學(xué)成分<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table>2.公差直徑(()2.0(mm)公差±0.01(mm)3.力學(xué)性能產(chǎn)品的力學(xué)性能見(jiàn)表2。表2力學(xué)性能<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table>4.冶金特性晶粒度最終冷變形前經(jīng)固溶處理后的晶粒度應(yīng)細(xì)于6級(jí)("a"相組織經(jīng)固溶處理后，不存在鐵素體相。碳化物沉積經(jīng)固溶處理后，在高倍(500X)顯微鏡下觀察，晶界上無(wú)碳化物。"o"相脆性組織在高倍(500X)顯微鏡下觀察，不允許有"o"相存在。非金屬夾雜物非金屬夾雜物的含量等級(jí)見(jiàn)表3。表3非金屬夾雜物的含量等級(jí)<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>5.抗腐蝕性能按GB4334.5-1985要求進(jìn)行晶間腐蝕試驗(yàn)，結(jié)果應(yīng)無(wú)晶間腐蝕傾向。6.表面質(zhì)量及缺陷控制表面粗糙度為Ra^l.6pm，表面不允許有裂紋、發(fā)紋、折疊、氧化皮、拉裂、凹面、劃傷、刮痕、結(jié)疤等缺陷。(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)良的絲材表面質(zhì)量，尤其是絲材拉制過(guò)程中采用精度極高的單晶二氧化硅模具，確保了產(chǎn)品使用的絲材尺寸公差。繞制工序中進(jìn)行熱處理，同時(shí)進(jìn)行電化學(xué)拋光，保證了螺旋的尺寸及表面的粗糙度滿足節(jié)流要求。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)方案制備鈉冷快堆不銹鋼反射層組件用的絲材繞制的變徑螺旋。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;1.5%2.0%WMn;11.0%14.0%的Ni;16.0%18.0%的Cr;2.0%3.0《的Mo;0.3%0.5免的Ti;《0.1%的Co;《0.00B;《0.035%的N;其余為Fe。使用純金屬進(jìn)行配料，并在冶煉過(guò)程中禁止添加稀土元素。用棒線材連扎機(jī)進(jìn)行開(kāi)坯，制成不銹鋼盤(pán)元坯料。(2)熱加工。(3)冷拔。(4)退火。(5)繞制。將步驟(9)磨光后的不銹鋼絲按照上端有0.51圈外徑從())34.4mm平穩(wěn)地過(guò)渡到())33.2mm，下端有11.5圈外徑從(j)34.4mm平穩(wěn)地過(guò)渡到())32.5mm;再將繞制好的變徑螺旋在450。C480。C下保溫3050分鐘進(jìn)行熱處理，最佳在460°C下保溫30分鐘進(jìn)行熱處理；最后對(duì)對(duì)定形的變徑螺旋進(jìn)行電化學(xué)拋光，粗糙度為Ra0.8。(6)包裝。所制備的產(chǎn)品的直徑為(()2.0醒，公差為±0.01■。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；繞制后在350。C380。C下保溫23小時(shí)進(jìn)行熱處理。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1.一種絲材繞制的螺旋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所述組分的絲材繞制的螺旋的方法，包括如下步驟(1)冶煉；(2)熱加工；(3)冷拔；(4)退火；(5)繞制；(6)包裝等，其特征在于所述的步驟(1)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。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的絲材繞制的螺旋的方法，其特征在于所使用的配料為純金屬，并在冶煉過(guò)程中禁止添加稀土元素。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的絲材繞制的螺旋的方法，其特征在于所述的步驟(5)繞制工序是將不銹鋼絲按照上端有0.51圈外徑從(l)a平穩(wěn)地過(guò)渡到(()b，下端有11.5圈外徑從小a平穩(wěn)地過(guò)渡到())c，中間部位外徑為(()a，小a、小b、小c的大小根據(jù)組件的需要確定；再將繞制好的變徑螺旋在450。C480。C下保溫3050分鐘進(jìn)行熱處理，或在350。C380。C下保溫23小時(shí)進(jìn)行熱處理；最后對(duì)對(duì)定形的變徑螺旋進(jìn)行電化學(xué)拋光，粗糙度不低于RaO.8。全文摘要本發(fā)明公開(kāi)了一種用于鈉冷快堆堆芯組件的絲材繞制的變徑螺旋及其制備方法。該絲材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。制備過(guò)程將繞制好的變徑螺旋在450℃～480℃下保溫30～50分鐘進(jìn)行熱處理，或在350℃～380℃下保溫2～3小時(shí)進(jìn)行熱處理；最后對(duì)對(duì)定形的變徑螺旋進(jìn)行電化學(xué)拋光。使用本技術(shù)方案制備的變徑螺旋滿足鈉冷快堆堆芯組件需要。文檔編號(hào)C21D1/26GK101333630SQ200810135239公開(kāi)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(qián)順發(fā),晨黃申請(qǐng)人:中國(guó)原子能科學(xué)研究院