專利名稱：：絲材繞制的螺旋及其制備方法
技術領域：
：本發(fā)明屬于合金
技術領域：
，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：
：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高溫鈉介質環(huán)境中，快中子輻照劑量很高，同時，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，有圓柱形彈簧的外形，但不具備彈簧的功能，壓縮強度較低。還有，為保證在反應堆運行狀態(tài)下的節(jié)流效果，螺旋的材質必須與元件棒包殼管一致，且入口尺寸公差與表面質量要求極其嚴格。國外發(fā)展快堆技術的先進國家雖有所生產(chǎn)，但沒有公開具體的制備方法。目前，與之類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相變強化馬氏不銹鋼彈簧鋼絲、形變強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)明內容(一)發(fā)明目的本發(fā)明是針對現(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)技術方案為達到上述目的，本發(fā)明提供如下技術方案。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)地過渡到())b，下端有11.5圈外徑從(l)a平穩(wěn)地過渡到(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分鐘進行熱處理，或在350。C380。C下保溫23小時進行熱處理；最后對對定形的變徑螺旋進行電化學拋光，粗糙度不低于Ra0.8。對該技術方案所得到的產(chǎn)品確定如下特性。1.化學成分為了滿足材料極高的化學成分要求，在熔煉中二次熔煉，即真空感應熔煉及其后的電渣重熔，化學成分符合表1的規(guī)定。表l化學成分<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table>2.公差直徑(()2.0(mm)公差±0.01(mm)3.力學性能產(chǎn)品的力學性能見表2。表2力學性能<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細于6級("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見表3。表3非金屬夾雜物的含量等級<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>5.抗腐蝕性能按GB4334.5-1985要求進行晶間腐蝕試驗，結果應無晶間腐蝕傾向。6.表面質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、結疤等缺陷。(三)有益效果本發(fā)明所提供的技術方案使用純金屬進行配料，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，并達到優(yōu)良的絲材表面質量，尤其是絲材拉制過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。繞制工序中進行熱處理，同時進行電化學拋光，保證了螺旋的尺寸及表面的粗糙度滿足節(jié)流要求。具體實施方式下面結合實施例對本發(fā)明的技術方案作進一步闡述。實施例1使用本發(fā)明所提供的技術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熔煉爐和自耗電極真空電弧爐進行鋼水冶煉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。使用純金屬進行配料，并在冶煉過程中禁止添加稀土元素。用棒線材連扎機進行開坯，制成不銹鋼盤元坯料。(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)地過渡到())33.2mm，下端有11.5圈外徑從(j)34.4mm平穩(wěn)地過渡到())32.5mm;再將繞制好的變徑螺旋在450。C480。C下保溫3050分鐘進行熱處理，最佳在460°C下保溫30分鐘進行熱處理；最后對對定形的變徑螺旋進行電化學拋光，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■。實施例2配比同實施例l。其不同之處是，在冶煉時，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小時進行熱處理。顯然，本領域的技術人員可以對本發(fā)明進行各種改動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)明權利要求及其等同技術的范圍之內，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型在內。權利要求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，并在冶煉過程中禁止添加稀土元素。4.根據(jù)權利要求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)地過渡到(()b，下端有11.5圈外徑從小a平穩(wěn)地過渡到())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分鐘進行熱處理，或在350。C380。C下保溫23小時進行熱處理；最后對對定形的變徑螺旋進行電化學拋光，粗糙度不低于RaO.8。全文摘要本發(fā)明公開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。制備過程將繞制好的變徑螺旋在450℃～480℃下保溫30～50分鐘進行熱處理，或在350℃～380℃下保溫2～3小時進行熱處理；最后對對定形的變徑螺旋進行電化學拋光。使用本技術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C21D1/26GK101333630SQ200810135239公開日2008年12月31日申請日期2008年8月6日優(yōu)先權日2008年8月6日發(fā)明者張汝嫻,王曉榮,謝光善,錢順發(fā),晨黃申請人:中國原子能科學研究院