先进制造技术

本发明涉及合金材料技术领域，具体公开一种锆基复合材料及其制备方法。所述锆基复合材料以金属锆为基体，以TiN颗粒为增强相，通过轧制与热处理结合的方法将所述增强相加入所述基体中得到；所述增强相在所述锆基复合材料中的质量含量为2‑10％。本发明提供的锆基复合材料不仅具有原料来源广泛、制备方法简单、成本低的优势，还具有较高的屈服强度、抗拉强度、延伸率、抗辐射和低密度等优良的力学和理化性能，完全满足核用锆合金的使用要求。

目前，出现了利用加入增强颗粒的方法来提高合金的力学性能，而在合金中加入增强颗粒的常用方法为熔炼法和粉末冶金法，但基于金属锆的特殊理化性质，利用传统的方法在金属锆中加入增强颗粒常会出现两相不能完全固溶的情况，且加入的增强颗粒不可避免的会出现偏析现象，使形成的复合材料的力学性能提升空间较小甚至会出现力学性能恶化的情况，不能满足核用锆合金的性能要求。同时采用传统的加入增强颗粒的方法操作复杂、对金属原料的纯度等要求较高，极大的增加了金属基复合材料的制作成本。

相对于现有技术，本发明提供的锆基复合材料以金属锆为基体，以TiN颗粒为增强相，通过轧制与热处理结合的方法将特定含量的TiN颗粒加入锆基体。经过轧制与热处理后，其中的TiN实现以特定的形态分布于金属锆基体中、避免了TiN偏析现象，有效提高锆基复合材料的力学强度。同时，其中涉及的金属锆原材料采用低成本工业纯锆板即可得到满足航天结构材料要求的锆基复合材料，节约了大量高成本核用锆的使用。且本发明仅通过轧制与特定的热处理结合的方法即可得到满足使用要求的锆基复合材料，避免了使用操作难度较大的熔炼法和粉末冶金法，进一步降低了锆基复合材料的制作成本。即本发明提供的锆基复合材料不仅具有原料来源广泛、制备方法简单、成本低的优势，还具有较高的屈服强度、抗拉强度、延伸率、抗辐射和低密度等优良的力学和理化性能，完全满足核用锆合金的使用要求。