|
|
Большая Советская Энциклопедия (цитаты)
|
|
|
|
|
Циркониевые сплавы | сплавы (далее Ц)Ц на основе циркония. До начала 50-х гг. 20 в. Ц изучались мало и практически не применялись, а полученная в то время информация об их свойствах во многих случаях была недостоверной, вследствие использования для исследований недостаточно чистого и несовершенных методов приготовления сплавов. Положение резко изменилось, когда в начале 50-х гг. удалось получить очищенный от примеси и было обнаружено, что такой металл имеет малое поперечное сечение поглощения тепловых.
Механическое свойства сплавов< | Сплав< |
Полуфабрикат (состояние)
| При 20 °С< | При 300 °С< |
предел прочности
sВ
|
Относи-
тельное удлине-
ние d %
|
предел прочности sВ
|
Относи-
тельное удлине-
ние d %
|
Мн/м2
|
кгс/мм2"
|
Мн/м2
|
кгс/мм2"
|
Циркалой-2
|
Листы (отожженные)
|
480
|
48
|
22
|
200
|
20
|
35
|
2,5
|
То же
|
450
|
45
|
25
|
300
|
30
|
23
|
Циркалой-2
|
Трубы (холоднокатаные)
|
690
|
69
|
22
|
400
|
40
|
19
|
2,5
|
То же
|
790
|
79
|
27
|
560
|
56
|
23
|
нейтронов. Это позволило рассматривать (при наличии других благоприятных свойств) как весьма перспективный материал для конструкций энергетических ядерных реакторов на тепловых нейтронах. Однако, как показали первые исследования, использовать для этой цели нелегированный не представлялось возможным в первую очередь из-за нестабильной коррозионной стойкости его в нагретой воде. Это обстоятельство стимулировало начало интенсивных исследований Ц, в результате чего были разработаны промышленныеЦ, нашедшие широкое применение в ядерной энергетике. Ц используются для элементов конструкции активной зоны ядерных реакторов на тепловых нейтронах — оболочки тепловыделяющих элементов (твэлов), каналы, кассеты, дистанционные решетки и др. Наибольшее применение Ц получили в реакторах с пароводяным теплоносителем. Ц наряду с малым поперечным сечением поглощения тепловых нейтронов обладают высокой и стабильной коррозионной стойкостью в воде и паре высоких параметров и в других агрессивных средах, хорошей пластичностью и удовлетворительными прочностными характеристиками. К легирующим элементам Ц предъявляется комплекс требований: одни из них должны значительно ослаблять (подавлять) вредное влияние на коррозионную стойкость (при допустимом содержании в сплавах менее 0,01%), другие — ощутимо не увеличивать поперечное сечение поглощения тепловых нейтронов, не снижать радиационную стойкость, повышать прочностные характеристики и при этом существенно не уменьшать пластичность (сплавы должны быть пригодны для изготовления из них особо тонкостенных труб и листов, обладать хорошей свариваемостью). Поэтому выбор легирующих добавок ограничен сравнительно небольшим числом элементов при невысоком содержании их в сплавах. Для легирования используются , , , , , и , которые вводятся в количествах от долей процента до 2—3% (в сумме).
Из большого числа исследованных Ц практическое применение нашли лишь немногие. За рубежом наибольшее распространение получил американский сплав циркалой-2 (1,5% , 0,1% , 0,1% , 0,05% и не более 0,01% ). Используется также сплав циркалой-4 (отличается от циркалоя-2 пониженным содержанием — 0,007%). Сплав циркалой-2 специально разрабатывался и был сначала использован для оболочек твэлов реактора первой американской подводной лодки "Наутилус", затем нашел применение во многих энергетических реакторах станций для твэлов и каналов, работающих в воде и пароводяных смесях с температурой 250—300 °. В СССР разработаны и применяются оригинальныеЦ, не содержащие — 1 и 2, 5 (соответственно с 1 и 2,5% ). Сплав 1 впервые был применен для твэлов реактора ледокола "Ленин", а сплав 2, 5 — для кассет реактора Ново-Воронежской АЭС. В середине 70-х гг.Ц 1 и 2, 5 используются для оболочек твэлов, кассет и каналов реакторов большинства электростанций СССР и социалистических стран. Кроме того, сплав 2, 5 применен в ряде реакторов в Канаде. По коррозионной стойкости сплав 2, 5 сопоставим со сплавами типа циркалой, однако он имеет меньшую склонность к наводороживанию, не подвержен снижению сопротивления коррозии под облучением и обладает большей прочностью, в частности более высоким сопротивлением ползучести. Несмотря на высокую температуру плавления (1852 °), его известныеЦ не отличаются высокой жаропрочностью и практически пригодны для работы в пароводяных средах при температурах не выше 400 °. При более высоких температурах наряду со снижением прочности Ц происходит сильное окисление их с растворением приводящее к потере пластичности и наводороживанию, которое вызывает охрупчивание в результате образования гидридов. Механические свойства Ц типа циркалой и href="http://Nb-Niobium.info/" title="Niobium">ниобиевых сплавов по уровню прочности и пластичности (при кратковременных испытаниях) одного порядка (см. табл.) и зависят, как и для других металлических материалов, от структурного состояния, обусловленного термической и деформационной обработкой.
Ц выплавляют в дуговых вакуумных печах с расходуемым электродом и электроннолучевых печах. Используется т. н. ядерной чистоты (значительно очищенный от и др. примесей с большим поперечным сечением поглощения тепловых нейтронов). Полуфабрикаты из Ц изготовляются на обычном оборудовании, применяемом для многих цветных металлов. Отжиг проводится в вакуумных печах. Если в ядерной энергетике Ц получили широкое распространение, то в др. областях техники они практически не нашли применения; в частности, как конструкционный и коррозионностойкий материал они уступают более прочным, легким и дешевым сплавам.
Лит.: Металлургия пер. с англ., М., 1959; Труды второй Международной конференции по мирному использованию энергии, Женева, 1958. Доклады советских ученых, т. 3, М., 1959, с. 486; Ривкин Е. Ю., Родченков Б. С., Филатов В. И., Прочность сплавов М., 1974; Дуглас Д., Металловедение пер. с англ., М., 1975 (лит.).
А. А. Киселев. |
Для поиска, наберите искомое слово (или его часть) в поле поиска
|
|
 |
 |
 |
|
