PDF《中国核用锆铪材料》

!" 中国核用锆铪材料 !"#$%&' ! 李中奎 刘建章 ! 西北有色金属研究院 ! 陕西 西安 "#$$%&" 摘要#综述了我国核用锆$铪材研究开发和生产的历史进程和技术进步% 总体上我国已建立起整 套的锆$铪材研究开发和生产体系&掌握了主要的生产技术&但在材料应用和国产化方面还与核材料 先进国家存在差距%指出&解决海绵锆的国内自给&解决吨级铸锭的成分控制技术&建立先进的板$带 材生产线&完善异型材生产技术是我国建立完备锆$铪材生产体系的保障'开发具有自主知识产权的 高性能锆$铪新材料&解决工程应用研究的瓶颈&是开拓国际市场和实现国产化的关键&从而保证我 国核电事业健康$安全和可持续发展% 关键词#锆材'铪材'核电'合金加工'研究与开发 %''引言锆$铪材料是重要的战略材料% 在核能工业中& 锆及其合金因为具有低的中子截面$ 良好的可加工 性$适中的机械强度$较高的耐腐蚀性等性能&而被 广泛用作水堆的结构材料&如包套材料$定位格架$ 端塞等& 因而锆也被称为原子时代的第一号金属 ( %) % 仅就轻水堆而言&每%*+ ,- 装机容量&即需锆合金包 壳管 *.

/01 2*. /301 '据4**/ 年5月4" 日( 4# 世纪经 济报) 报道&到4*4* 年我国核电站装机容量将达到 /46%$&0

0 0 ,- 以上'因此&在4$ 年后&不考虑首炉装 料&中国每年锆包套材料的用量将达几百吨% 铪则因为其具有较高的中子截面&且在水$氦$ 钠等介质中具有良好的耐蚀性能& 适中的力学性能 和满意的焊接和加工性能等&所以尽管其价格昂贵& 但作为压水堆的控制棒还是比较经济的% 目前&技术 也是比较成熟的( 4) % 锆$ 铪材 5$7 以上用做核动力堆的堆芯结构材 料&是发展核电$核动力潜艇不可替代的核心材料& 同时也是化工$石油$制药$冶金等行业重要的耐蚀 材料以及其它金属材料重要的合金添加剂% 另外&还 是其它军工领域和重要高新技术产业部门不可缺少 的材料( /) % ! " # $ #* 本文就我国核工业和动力部门用锆! 铪材的现 状和未来发展做简单的回顾和分析" !""中国锆!铪材的研究与开发现状 !# $%锆!铪冶金技术的研究与开发 我国从 $&'( 年开始进行锆! 铪冶金技术的研 究#$&(( 年底遵义钛厂建成年产$))%*海绵锆和 $)"* 海绵铪的锆铪车间" $&(+ 年!月生产出第一炉海绵 锆" 至$&+) 年中国已经形成年产海绵锆 !')"* #铪$'"*的生产能力# 初步具备了海绵锆原料工业化生 产的基础# 并成为当时少数几个具备工业化生产海 绵锆的国家之一" $&(( 年至 $&+$ 年中国锆! 铪产量如表 $ 所示" 目前所生产的海绵 锆牌号有,种$- ./0)$1 - ./2)! 和-./2$%海绵铪牌号 $ 种#为--32)$" !4 !%%锆合金研究与生产的起步&& &锆5! 合 金研究 $&'& 年建立了中国第 $ 个锆合金研究小组#开 始进行锆合金研究#随后将锆 2! 合金做为重点展开 了深入研究"通过攻关#$&(6 年生产出了中国第一支 锆2! 合金管材#其管材尺寸公差!力学性能等均达 到压水堆使用要求" $&(' 年$月#宝鸡有色金属加工厂正式建设#同 时一起建设的还有宝鸡稀有金属加工研究所 ' 后更 名为西北有色金属研究院( "该所建有中国第 $ 个核 材料研究室" 该厂于 $&(+ 年建成投产#成功地熔炼 出7$')89

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9 锆;

! 合金铸锭" $&(< 年 该厂的管材分厂建成#并于 $&(