《核用金属材料》稀缺资源,路过别错过
稀缺资源中最稀缺的材料
稀缺资源中最稀缺的材料“金属锗比稀土还要珍贵。
”这是中国稀土学会学术部主任陈占恒发表的观点。
稀土概念股去年被疯狂炒作的情景还历历在目，与稀土同被列入国家酝酿战略收储十种稀有金属的锗，能否成为稀土的接班人？值得进一步观察。
在新材料中，锗和稀土都有工业“黄金”的美誉。
锗在半导体、航空航天测控、核物理探测、光纤通讯、红外光学、太阳能电池、化学催化剂、生物医学等领域都有广泛而重要的应用。
目前，全世界已探明的锗保有储量约为8600金属吨，仅够世界使用40年，但锗的需求却在急剧增加。
全球市场对锗的需求步入了快速增长期，美国市场对锗的消耗量年平均复合增长率达到了33.89%。
我国随着经济持续高速发展，科技水平不断提高，产业结构持续升级，今后锗消费水平也将保持高速增长。
最近两个月以来，锗金属价格已经上涨了40%。
虽然有关于十种金属的战略收储的可能，但其相关的细则还未出台，只能算是市场对此的预期；但毫无疑问的是，由于国家将发展高尖端技术作为新兴产业的重心，随着时间的推移，国家对稀有金属越发重视，估计未来市场对锗的需求也会比较大，而锗金属价格也会水涨船高。
公开资料显示，云南锗业是目前国内锗产业链最完整、锗金属保有储量最大、锗产品产销量最大的锗系列产品生产商和供应商。
公司最大的看点在于坐拥特大特富云南临沧锗煤矿。
其次是驰宏锌锗、中金岭南。
据央视《新闻联播》、中国网络电视台消息，中国科学家在核研究上取得重大技术突破：实现了核动力堆中燃烧后的核燃料的铀、钚材料回收。
而如果能将钚材料在动力堆上实现循环利用，这意味着在现有核电规模下，中国已经探明的铀资源从大约只能使用50到70年，变成了足够用上3000年。
这项技术的专业名称叫“动力堆/乏燃料/后处理技术”。
专家介绍，核电站发电是通过核燃料在核反应堆中发生裂变反应放出能量。
和火力发电站要不断加煤一样，当核燃料维持不了一定的功率时，也需要更换。
这些被换下来的核燃料组件，就叫做乏燃料。
稀有金属材料与工程
稀有金属材料与工程稀有金属材料是指在地壳中含量较少的金属元素，通常指的是铌、钽、钨、铼、锗、铱、铂、镨等元素。
这些金属具有独特的物理和化学性质，因此在工程领域有着重要的应用价值。
本文将介绍稀有金属材料在工程中的应用及相关工程技术。
首先，稀有金属材料在航空航天领域有着广泛的应用。
例如，钽、铌等金属可以用于制造高温合金，用于航空发动机的涡轮叶片和燃烧室等部件，其耐高温和耐腐蚀的特性使得航空发动机具有更长的使用寿命和更高的性能。
另外，钽和钨等金属也可以用于制造航天器的外壳和隔热材料，保证航天器在极端环境下的安全运行。
其次，稀有金属材料在能源领域也有着重要的应用。
以钽为例，钽具有良好的导热性和耐腐蚀性，因此被广泛应用于核能工业中，用于制造核反应堆的结构材料和燃料包壳。
此外，钨和铼等金属也可以用于制造高温熔融盐堆的结构材料，用于实现核能的安全、高效和可持续发展。
除此之外，稀有金属材料还在电子领域有着重要的应用。
以镨铁永磁材料为例，镨铁永磁材料具有较高的磁能积和良好的磁导率，因此被广泛应用于电机、发电机、传感器等领域，用于提高电器设备的性能和效率。
另外，铌和锗等金属也可以用于制造半导体材料，用于制造高性能的集成电路和光电器件。
此外，稀有金属材料在化工、医疗、冶金等领域也有着重要的应用。
例如，铱和铂等金属被广泛应用于化工催化剂的制造，用于提高化工生产的效率和降低能耗。
另外，铌和钽等金属也可以用于制造医疗设备的耐腐蚀部件，用于提高医疗设备的安全性和可靠性。
此外，稀有金属材料还可以用于制造特种钢和合金，用于提高冶金工业的生产效率和产品质量。
总之，稀有金属材料在工程领域有着广泛的应用，其独特的物理和化学性质为工程技术的发展提供了重要的支持。
随着工程技术的不断进步，相信稀有金属材料在工程领域的应用将会更加广泛，为人类社会的发展做出更大的贡献。
未来发展机遇都在这丨全球16种战略性矿产资源形势
未来发展机遇都在这丨全球16种战略性矿产资源形势本期，《矿业界》推出稀土、锂、铍、铌、钽、锆、锶、铷、铯、钪、锗、镓、铟、铼、硒、碲16种稀土、稀有、稀散矿种的报告，并分别从矿种概况、中国供需、全球供需以及矿业公司对它们做一一介绍。
独家报告，未经授权抄袭，法律责任自负一、稀土矿种概况稀土有“工业维生素”的美称，为极其重要的战略资源。
稀土在石油、化工、冶金、纺织、陶瓷、玻璃、永磁材料等领域都得到了广泛的应用，随着科技的进步和应用技术的不断突破，稀土的价值将越来越大。
1.产业链：图1.1 稀土产业链2.可回收性：可回收3.可替代性：稀土在不同领域都存在替代品，但其性能均远不如稀土中国供需表1.1 中国稀土主要指标1.中国消费结构：图1.2 中国稀土消费结构2.中国需求前景：未来35年需求保持较快增长3.中国进口来源：中国每年出口大量的稀土资源，主要出口到美国、日本和欧洲的发达国家。
4.是否为战略性新兴产业矿产：是全球供需1.全球矿点分布：图1.3 全球稀土矿点分布2.全球储量分布：图1.4 全球稀土储量分布图表1.2 全球主要国家稀土储量（单位：氧化物万吨）3.全球产量分布：图1.5 全球稀土产量分布图表1.3 全球主要国家稀土产量（单位：氧化物万吨）4.全球消费量分布：全球稀土消费主要集中在中国、美国、日本和欧洲国家，其中中国消费超过一半。
5.价格趋势：图1.6 稀土价格变化趋势图二、锂矿种概况锂被誉为“21世纪的能源金属”、“推动世界前进的金属”，具有重要的战略价值。
锂广泛应用于传统玻璃陶瓷工业、能源相关领域、新材料领域以及新药物领域等（图2.1）。
随着其在电动汽车、便携电子设备中应用规模的扩大，锂在电池领域的需求将呈爆发式增长。
图2.1 全球锂消费结构1. 锂矿床分布图2.2 全球锂矿床分布2. 锂产业链图2.3 锂产业链3.可回收性：可回收4.可替代性：锂在一些领域可被替代，例如，钙、锰、汞、锌可作为原电池负极材料替代锂中国供需1.中国消费结构：图2.4 中国锂消费结构2.中国需求前景：2030年前，锂需求将保持较快增长势头3.中国进口来源：中国卤水锂资源主要进口自智利，矿石锂主要进口自澳大利亚4.是否为战略性新兴产业矿产：是全球供需1.全球储量分布：图2.5 全球锂资源储量（金属量）分布图2.全球金属锂产量分布：图2.6 全球金属锂产量分布图3.价格趋势：图2.7 碳酸锂年度价格变化图三、铍矿种概况铍（Be）是一种稀有轻金属，室温下的抗氧化能力近似于铝，具有密度小、刚度大、熔点高、弹性好、易于切割等特性，热中子吸收率比所有金属都小，并且在水及空气中的耐腐蚀性很好。
稀有金属材料与工程2篇
稀有金属材料与工程稀有金属材料与工程第一篇：稀有金属材料的特点与应用稀有金属材料是指存在于地壳中含量极少的金属元素，具有独特的物理、化学和机械性质。
这些材料在工程应用领域有着广泛的用途，下面将介绍其特点和应用。
首先，稀有金属材料具有高度的稀缺性。
由于其存在量较少，很难大规模开采和生产。
这使得稀有金属材料的价格较高，同时也限制了其广泛应用。
然而，正是由于其稀缺性，稀有金属材料在某些特定领域中才显得格外重要和宝贵。
其次，稀有金属材料具有突出的物理和化学性能。
以钍为例，钍是一种非常重要的稀有金属材料，具有密度大、熔点高、抗腐蚀性强等特点。
这使得钍在核能领域中有着重要的应用，可以用于核反应堆中的控制和吸收中子。
而其他稀有金属材料，如锆、镧、铌等，也都具有各自的独特特点，适用于不同的工程应用领域。
稀有金属材料在工程应用领域具有广泛的用途。
首先，其在航空航天领域中起着重要作用。
例如，钛合金是一种轻便而又高强度的稀有金属材料，被广泛应用于航空器结构和发动机部件中，能够减轻飞机的重量，提高燃油效率。
其次，稀有金属材料在能源领域中也有着重要的应用。
锆合金可以用于核电站的燃料包壳和燃料元件中，具有耐腐蚀、耐高温的特点，确保了核电站的安全性和稳定性。
此外，稀有金属材料还可以用于电子器件、光学设备、化工装置等各个领域中，为工程技术的发展做出了重要贡献。
综上所述，稀有金属材料具有稀缺性、突出的物理和化学性能以及广泛的工程应用。
在面临日益紧张的资源供应和环境问题的今天，合理利用和开发稀有金属材料资源，将有助于推动工程技术的进步和绿色可持续发展。
第二篇：稀有金属材料的生产和保护稀有金属材料的生产和保护是实现其可持续应用的重要环节。
下面将介绍稀有金属材料的生产方法和保护措施。
稀有金属材料的生产主要包括矿石开采、选矿、冶炼和提纯四个过程。
首先，通过矿石开采和选矿，将含有稀有金属的矿石从地下或地表开采出来，并进行精选或浮选等工艺，获得含有较高稀有金属含量的矿石。
有色稀贵金属
有色稀贵金属
有色稀贵金属是一类非常珍贵的金属，在各种工业和科技领域中都有着广泛的应用。
这些金属主要包括铜、铝、镍、钛、锆、钨、钽、铌、银、金等。
它们的稀有程度和化学性质都使得它们具有很高的经济价值和重要性。
铜是一种重要的传导材料，广泛应用于电工、通讯、建筑、交通等领域。
铝由于其轻便、耐腐蚀、导电性好等特性，在飞机、汽车、建筑、家电等领域也有着广泛的应用。
镍主要用于合金制造，例如不锈钢、合金钢等。
钛是一种重要的结构材料，被广泛应用于航空、航天、汽车、医疗等领域。
锆主要用于核反应堆和化学反应器中的结构材料。
钨和钽在高温、腐蚀和磨损环境中有着很好的性能，被广泛应用于电子、光学、航天、化工等领域。
银和金则被广泛应用于首饰、硬币、电子、医疗等领域。
总的来说，有色稀贵金属在现代工业和科技中扮演着非常重要的角色。
随着技术的不断进步，对其需求量也将逐渐增加。
然而，这些稀有金属的资源也越来越稀缺，因此需要更加有效地利用和保护它们。
- 1 -。
14种紧缺稀有小金属及相关上市公司
14种紧缺稀有小金属及相关上市公司欧盟委员会发布题为《对欧盟生死攸关的原料》的报告，提出欧盟稀有矿产原料短缺预警及对策。
报告在分析41种矿产资源对经济的影响和供应风险的基础上，将其中14种重要矿产原料列入“紧缺”名单，这14种矿产原料是：锑、铍、钴、萤石、镓、锗、石墨、铟、镁、铌、铂族金属、稀土(包括钪、钇和镧系共17种稀有金属)、钽和钨。
我国有色金属行业“十二五”规划草案，到2015年，十种有色金属(铜、铝、铅、锌、镍、锡、锑、镁。
海绵钛、汞)产量控制在4100万吨以内。
这一举措将推升稀有小金属价格。
稀有轻金属包括锂、铷、铯、铍。
比重较小，化学活性强。
稀有难熔金属包括钛、锆、铪、钒、铌、钽、钼、钨。
熔点较高，与碳、氮、硅、硼等生成的化合物熔点也较高。
稀有分散金属简称稀散金属，包括镓、铟、铊、锗、铼以及硒、碲。
大部分赋存于其他元素的矿物中。
稀有稀土金属简称稀土金属，包括钪、钇及镧系元素。
它们的化学性质非常相似，在矿物中相互伴生。
稀有放射性金属包括天然存在的钫、镭、钋和锕系金属中的锕、钍、镤、铀，以及人工制造的锝、钷、锕系其他元素和104至107号元素。
铟：我国储量居世界第一。
占全球供应量的80%。
主要用于平板显示器、合金、半导体数据传输、航天产品的制造。
主要伴生在铅锌矿中，2005年我国原生铟产量也只有410吨。
铟它是一种伴生的金属，它只是锌精矿藏面的含量都是用PPM(百万之)计算的，非常的少，不能再生。
钨：我国世界储量第一。
占全球供应量的为85%。
主要用于硬质合金、特种钢等产品，并被广泛用于国防工业、航空航天、信息产业，被称为“工业的牙齿”。
如果一个国家没有钨的话，在目前技术条件下的金属加工能力就会出现极大的缺失，直接导致机械行业的瘫痪，所以称之为战略金属。
此外在照明领域也必须使用钨做为灯丝。
钼：我国储量居世界第二。
占全球供应量的24%。
用于炼制各类合金钢、不锈钢、耐热钢、超级合金，在军事工业中应用广泛，被称作“战争金属”。
人才(储备干部)培养与梯队建设方案
设方案【稀缺资源，路过别错过】人才培育与梯队建设方案第一条目的建立和完善公司人才培育机制，通过制定有效的关键岗位继任者和后备人才甄选打算，合理地挖掘、培育后备人才队伍，建立公司的人才梯队，为公司可持续进展供给人力支持。
其次条原则坚持“内部培育为主，外部引进为辅”的培育原则。
第三条人才培育目标坚持“专业型培育和综合型培育”同步进展。
专业型指在技术研发、营销等专业领域内把握较高技术水平的人才，综合型治理人才指在本部门或本部门工作领域具备全面学问，有较高治理水平的人才。
第四条人才培育组织机构及主要职能〔二〕成立人才进展领导小组，由总经理、副总经理、各部门负责人组成，负责指导各部门人才梯队建设。
组长由总经理担当，副组长由行政人力课长担当，其他为成员。
〔三〕各职能部门作为人才培育的基地，负责人才培育对象的初步甄选和人才培育打算的制定与实施，行政人力课作为公司人才培育的组织协调部门，负责人才培育规划、人才甄选标准和程序的制定。
第五条人才梯队与后备人才〔一〕一级梯队：各级中层治理干部〔课长、线长〕、各专业的高级技术人员均为级一梯队。
但凡有潜力在 1-3 年内进展为一级梯队的人才称为 A 库人才。
〔二〕二级梯队：基层治理干部〔班长〕及各专业类的骨干人员为二级梯队人才。
但凡有潜力在 1-3 年内进展为二级梯队的人才称为 B 库人才。
〔三〕A、B库人才统称后备人才，所涉及的岗位为关键岗位。
关键岗位指对公司生产、经营、治理等业务的稳定运行、公司效益的增长有着重要作用的岗位，包括中层以上治理人员、各业务骨干等。
〔四〕专业分为生产类、技术研发类、营销类。
第六条后备人才甄选条件〔一〕学问阅历和工作业绩：学问全面、经受丰富、业绩精彩、综合素养较强。
〔二〕考核的关键资质：1、沟通力量；2、分析推断力量；3、打算组织力量；4、治理掌握力量；5、应变力量；6、执行力；7、创力量；8、领导力量；9、决断力；10、人际关系力量；11、团队合作力量；12、承受压力的力量。
自然界的核原料
自然界的核原料核原料是指用于核能发电或核武器制造等核技术应用的材料。
在自然界中存在着一些丰富的核原料，它们是人类能够利用的重要能源资源。
本文将介绍几种常见的自然界核原料，并探讨它们的应用和意义。
1. 铀矿石铀矿石是最重要的核原料之一，它是自然界中含铀的矿石。
铀矿石主要存在于地壳中的花岗岩、黑云母片岩和砂岩等中，富集程度较高的地区有澳大利亚、加拿大、哈萨克斯坦等国家。
铀矿石经过提取和浓缩，可以得到适合核能发电或核武器制造的铀浓缩物。
铀是一种重要的燃料，它能够通过核裂变释放出巨大的能量，被广泛应用于核能发电。
2. 钍矿石钍矿石是另一种重要的核原料，它是自然界中含钍的矿石。
钍主要存在于矿石中的独居石、独居石矿石和钍铀矿石中，富集程度较高的地区有中国、澳大利亚、巴西等国家。
钍可用于核能发电中的钍-铀燃料循环，也可以用于制造核武器。
此外，钍还具有良好的吸收中子能力，广泛应用于核反应堆的控制棒。
3. 钚钚是一种重要的人工核原料，它无法在自然界中大量存在。
钚可通过中子轰击铀-238或钍-232产生，主要用于核能发电和核武器制造。
钚的裂变产物不仅具有高能量释放，还具有极强的放射性，因此必须严格控制和管理。
钚的利用需要经过多道工序，包括提取、浓缩和制备等过程，安全管理至关重要。
4. 铀-235铀-235是铀矿石中的一种同位素，它是核能发电和核武器制造中最重要的核原料之一。
铀-235的丰度较低，只有0.7%，因此需要经过铀浓缩工艺提高其丰度。
铀-235的核裂变能产生大量的能量，并释放出中子，进一步促进核链反应的进行。
在核武器制造中，铀-235通常用于制造“原子弹”。
5. 钚-239钚-239是一种人工核素，它是铀-238经过中子捕获和质子辐射转化而成的。
钚-239是核武器制造中使用的核原料，也可以用于核能发电。
钚-239的裂变产物能够释放出大量的能量，并产生更多的中子，从而实现自持链式反应。
钚-239具有极高的放射性，需要进行严格的管理和控制。
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硫≤ 0.020% 磷≤0.030% •对中子辐照应有较高的稳定性
二、金属材料加工
1.金属材料热处理 1.1热处理的一般过程
一、金属材料
2.4有色金属 有色合金也是核设备制造的重要材料
• 蒸汽发生器的U型传热管 多采用Inconel800、Inconel600或
Inconel690等材料来制造，其耐应力腐蚀 性强
Inconel合金中的镍含量很高，可归类 于镍基合金。
一、金属材料
•传热管 设备冷却热交换器和凝汽器大量采用
二、金属材料加工
完全退火 将工件加热到Ac3以上30-50℃，保温
后在炉内缓慢冷却，得到接近平衡状态组 织。其目的是细化晶粒，消除应力，降低 硬度，改善加工性能 不完全退火
将工件加热到Ac1以上30-50℃，保温后 缓慢冷却。其主要目的是改善加工切削性 能，消除应力
二、金属材料加工
消应力退火 将整个工件或局部加热到Ac1以下100-
一、金属材料
•铝及铝合金 铝及铝合金是制造核燃料包壳的常用材
料。由于它耐高温水腐蚀能力和强度的限 制，多半应用于低温生产堆和试验堆中。 铝镁硅系合金或铝铁镍镁合金的性能有所 提高，但可焊性不好，影响了使用
一、金属材料
•锆合金 锆的热中子吸收截面小，在一定的温
度下能保持足够强度，耐腐蚀性和高温机 械性能好
• KI是一个力学参量，与材料性质无关
一、金属材料
6.辐射环境下的材料性能 6.1核性能
燃料元件芯体必须采用中子吸收截面 最低的铀合金
燃料元件包壳采用中子吸收截面很小 的锆合金等
控制棒、调节棒等采用中子吸收截面 很大的材料例如Cd棒制成
一、金属材料
6.2辐照效应 中子对金属的辐射会引起辐射损伤，
SA106B、16Mn 主要在核电站的二、三级设备、主蒸汽
管道、二回路管道、安全壳衬里等上面使 用
一、金属材料
2.2低合金高强度钢 钢中添加了不超过10%的合金元素 改造钢的各种性能，得到既有较高的
强度，又有较好的塑性和韧性
一、金属材料
核电站的反应堆压力容器、蒸汽发生 器、稳压器、主泵壳体等。这些设备采用 锻件制造，各国都用ASME规范规定的 SA508 cl.3钢或成分类似的其它牌号钢。
渗碳体是铁和碳形成的化合物Fe3C， 含碳量6.67%
硬度很高，塑性很差
一、金属材料
• 珠光体—P F＋Cm的机械混合物。P中的Cm以片状
分布，称片状P 强度和硬度较高，塑性也较好
• 承压设备用钢的含碳量一般低于0.25%
一、金属材料
2.核设备常用结构材料 2.1低碳钢
含碳量≦0.25% 特性：
一、金属材料
7.核用材料的基本要求 • 具有良好的室温综合性能，即较高的强 度、韧性和防脆断能力 • 沿截面应有良好的性能均一性，尤其是 尺寸较大、较厚截面的锻件 • 具有良好的焊接性，再热裂纹敏感度低
一、金属材料
8.核设备材料的特殊要求 •残留元素控制
一回路材料：铅、汞、硫、磷、锌、 镉、锡、锑、铋、砷、铜、稀土元素等等
二、金属材料加工
钢的含碳量和合金元素能降低淬火的 临界冷却速度，从而大大提高钢的淬透性。 马氏体组织硬度和强度都很高，但马氏体 硬而淬，韧性很差，内应力很大，容易产 生裂纹，承压容器材料和焊缝的组织中一 般都不希望出现马氏体
二、金属材料加工
•回火 回火是将经过淬火的钢加热到Ac1以下
的适当温度，保温后冷却，获得所需组织， 消除淬火时产生的内应力，适当降低硬度 和强度，提高韧性的热处理工艺。
热处理是把金属加热到预定的温度， 保温一定的时间，然后以预定的方式冷却 下来的一种热加工工艺
钢的主要热处理有：退火、正火、淬 火、回火、表面淬火、化学热处理等
二、金属材料加工
温 度
加热温度
保温时间 热处理的基本工艺曲线
时间
二、金属材料加工
1.2常用热处理工艺 •退火
将钢加热到一定的温度，保温一定的 时间后缓慢冷却，以获得接近平衡状态组 织的热处理工艺，称为退火。根据工艺和 目的不同，退火可分为完全退火，不完全 退火，消应力退火等。
按回火温度的不同分可为低温、中温、 高温回火，以获得不同要求的硬度、强度 和韧性。
二、金属材料加工
淬火后在500-650℃范围内的回火称为 高温回火。淬火加高温回火的热处理又称 为调质。调质后的钢材既有一定的强度， 又有较高的塑性和冲击韧性，即有良好的 综合机械性能。核电主设备用的低合金高 强度钢都要进行调质处理。
核承压设备的螺栓也主要用低合金高 强度钢，它们的牌号有SA540、40CrNiMo、 42CrMo、42CrMo钢棒材。
一、金属材料
2.3奥氏体不锈钢 在钢中加入18%左右的铬和8%以上的镍
时，可在常温下获得单相奥氏体组织，称 为奥氏体不锈钢
具有优良的耐腐蚀性和焊接性 堆内构件材料、离心浇注的主管道、 主管道安全端、驱动机构材料、热交换器 传热管等设备中被广泛使用
二、金属材料加工
与退火的不同在于冷却速度较快，组 织中珠光体增多，珠光体片层变薄。钢的 强度、硬度、韧性增高。核承压容器用的 低碳钢都是以正火状态供货的。
二、金属材料加工
•淬火 淬火是将钢件加热到Ac3以上30－50℃，
保温后快冷，使奥氏体转变为马氏体的过 程。
只有达到临界冷却速度，奥氏体才能 转变为马氏体。淬火时，钢件表面冷却得 快，越往心部冷却越慢。淬火时，钢件获 得马氏体的深度越深，称钢的淬透性越大
在动力堆中广泛使用 常用的锆-2、锆-4和M5
一、金属材料
•不锈钢 奥氏体不锈钢已被广泛应用在快中子
堆的燃料元件包壳上 它的优点是对水、气体和液态金属都
有很好的耐腐蚀性，可焊性好，价格比锆 便宜得多
一、金属材料
缺点是热中子吸收截面大，它做的包壳 壁厚较薄。但快中子堆的中子能量大，中 子损失影响不大。若要用在热中子堆中则 必须采用更浓缩的铀
一、金属材料
1.3钢的基本组织 含碳量0.02%-2%的铁碳合金称为钢
• 铁素体—F 在α-铁的晶格中溶入少量的碳原子，
形成的间隙固溶体，称铁素体。 原子排列体心立方，强度和硬度低，
塑性和韧性好
一、金属材料
• 奥氏体—A 碳在γ-铁中的固溶体称奥氏体 原子排列面心立方。它塑性好，适合
热压力加工 • 渗碳体—Cm
件的主要核材料之一 二氧化铀在熔点以下只有一种结晶形
态，并且是各项同性 二氧化铀的热导系数很低，具有良好
的耐腐蚀性能
一、金属材料
3.3常用包壳材料 核燃料元件的包壳是用于保护核燃料
不受冷却剂的腐蚀和其它机械损伤，并防 止裂变产物进入冷却回路。
制造核燃料元件包壳的材料要求对中 子的吸收截面小，有一定的机械强度，抗 冷却剂腐蚀以及对裂变产物的化学稳定
钛管来做传热管 钛具有低的密度、高的强度和高的腐
蚀稳定性。钛合金不发生接触腐蚀和溃疡 腐蚀，特别重要的是不发生应力腐蚀
一、金属材料
3.核燃料元件常用材料 3.1铀及铀合金
天然存在的裂变材料只有235U，它是铀 的一种同位素
压水堆核电站常用UO2作为裂变材料
一、金属材料
3.2铀的氧化物和化合物 二氧化铀和铀的化合物是制造燃料元
学性能和腐蚀性能会发生下列变化： •增辐加射，分加解快效了应一使般分钢解材产的物氧O化2、腐H2蚀O2速的度浓。度 •辐射电化学效应使金属表面原子的能量 增加，加快了电化学反应的速度，一般钢 材的腐蚀速率会增快。 •分解破坏效应使金属表面生成的保护性 氧化膜产生辐射损伤，使一般钢材、不锈 钢、锆合金等的腐蚀速率明显加快。
保温后快速冷却，以获得单相的、均匀的 奥氏体组织，这种方法称为固溶处理
含18%左右的铬和8%左右镍的奥氏体不 锈钢经固溶处理后，才能在室温下得到单 相的奥氏体组织，提高韧性和耐腐蚀性
二、金属材料加工
1.3热处理缺陷 氧化和脱碳 硬度不足与软点 过热和过烧 变形与开裂
二、金属材料加工
二、金属材料加工
•表面热处理 表面热处理包括表面淬火和化学热处理: 表面淬火是应用表面快速加热随后快速
冷却的方法，改变钢件表面性能的工艺。 化学热处理是在一定的温度下对钢表面
渗入一些元素，以改变其表层的化学成分 从而提高表层的某些特殊性能如耐磨、耐 腐蚀和耐疲劳等。
二、金属材料加工
•奥氏体不锈钢的固溶处理和稳定化处理 把奥氏体不锈钢加热到1050-1100℃，
200℃，保温后缓慢冷却。其主要目的是 消除焊接、冷加工、锻压等加工所产生的 内应力。消应力退火不改变材料组织，通 过高温时的塑性变形或蠕变来释放应力。
二、金属材料加工
•正火 正火是将工件加热到Ac3或Acm以上30-
50℃，保温后在空气中冷却，得到珠光体 类组织的热处理工艺。
正火的目的也是细化晶粒，均匀组织， 降低内应力。
金属材料
核工业无损检测中心 王跃辉
一、金属材料
1.金属材料基本概念 1.1材料分类
金属材料、陶瓷材料、高分子材料和 复合材料四大类
金属材料通常可分为黑色金属和有色 金属两大类。
一、金属材料
1.2黑色金属 以铁元素为主要基体的金属或合金，
如各类钢材和铸铁。 1.3有色金属
以其它金属元素作为基体的金属或合 金，如铜合金、铝合金等。
一、金属材料
•平面应变断裂韧性KC 当外加应力达到断裂应力时，应力强
度因子K达到断裂的临界值KC在I型裂纹的 几何条件下，记为KIC
断裂韧性表征了材料抵抗裂纹扩展的能 力，是材料抵抗脆性破坏的一个韧性指标。 按应力强度因子建立的脆性断裂判据表达 为：KI≥KIC