Сплавы урановые

Как видно из рис. 3.2, начиная с температуры закалки 1300° С период, решетки ПС постепенно уменьшается, достигая минимального значения при 2000° С, а затем снова возрастает. Отжиг закаленных сплавов приводит к восстановлению периода решетки до обычного значения, близкого 4,960 А, и появлению в сплавах урановой фазы на зернах иС. Измерение площади, занимаемой урановой фазой, позволяет определить количественно растворимость урана в ис при высоких температурах. [c.142]

Урановые металлы—актиниды, имеющие преимущественное применение в сплавах для атомной энергетики. [c.16]

Наружная температура уранового стержня из условий прочности не должна превышать Т = 923 К. Какова при этом должна быть скорость охладителя [сплав Рв (44,5%) и Bi (55,5 % ) с = [c.235]

Наряду с разработкой и освоением рациональной технологии производства ядерного топлива большое значение для развития атомной техники имеют конструкционные материалы, применяемые в производстве специального промышленного и исследовательского оборудования. Помимо обычных требований механической прочности, теплопроводности, жаростойкости, коррозионной, эрозионной стойкости и т. д. к ним предъявляются специфические, определяемые особенностями атомной техники требования радиационной стойкости, необходимой степени поглощения нейтронов в зависимости от производственного назначения материала и пр. С учетом этих требований выбирались и изучались различные марки стали для элементов конструкции атомных реакторов, искусственного графита для элементов систем замедления и отражения нейтронов.в активной зоне реакторов, алюминия для защитных оболочек твэлов, предотвращающих возникновение химической реакции между химически несовместимыми урановыми сердечниками твэлов и теплоносителем (например, водой), бетона для нужд противорадиационной защиты и т. д. Применительно к этим же требованиям отечественной промышленностью освоены в производстве новые конструкционные материалы, ранее получавшиеся лишь в крайне ограниченных количествах на лабораторных установках — тяжелая вода, бериллий, цирконий и его сплавы и др. [c.163]

Ядерное (урановое) топливо — основной компонент загружаемых в реактор тепловыделяющих элементов (твэлов) и тепловыделяющих сборок (ТВС). Топливные таблетки из диоксида урана защищены от прямого контакта с теплоносителем оболочками твэлов, обычно выполняемыми из циркониевых сплавов. [c.11]

Конструкционные материалы, из которых изготовляется подсобное оборудование реакторов (чехлы для урановых блоков, трубопроводы для теплоносителя, контейнеры для жидкого ядерного горючего и т. д.), должны быть достаточно прочными, обладать коррозионной стойкостью и необходимыми ядерными свойствами. Таких металлов очень немного к ним следует отнести лишь цирконий, бериллий, алюминий и магний, имеющие поперечное сечение захвата тепловых нейтронов ниже 0,5 барна, а также их сплавы. [c.14]

Узкий кольцевой промежуток между урановым стержнем и защитной оболочкой заполняется жидким сплавом натрия с калием, благодаря чему предупреждается поступление продуктов деления в теплоноситель, а тепловыделяющий элемент становится более прочным. Кроме того, прослойка из жидкого металла обеспечивает хорошую теплопередачу и нужный свободный объем при деформации и расширении урановых стержней. Поверхность тепловыделяющего элемента для лучшего использования тепла должна иметь температуру =t 510° С. Если же температура ее будет ниже, то в уране могут происходить фазовые превращения (см. I—2), кроме того, он будет взаимодействовать с защитной оболочкой из нержавеющей стали, что приведет к появлению радиоактивности. [c.322]

К преимуществам магниевых сплавов следует отнести и невозможность образования интерметаллических соединений при контакт оболочки с урановым стержнем. Вследствие этого промежуточный слой между ними, инертный к обоим материалам (сплаву и урану), не нужен наоборот, целесообразно обеспечить должную чистоту поверхности уранового стерж- [c.333]

Термические циклы усиливают этот эффект. Остановить ползучесть а-урана под действием облучения и термических циклов невозможно, поэтому тепловыделяющий элемент должен иметь такую конструкцию и работать в таких условиях, чтобы не происходило его формоизменения. Размерные изменения, происходящие в урановых сплавах непосредственно в процессе облучения, в некоторых случаях удается уменьшить, применяя термическую обработку. Урановые сплавы, легированные молибденом, алюминием или другими элементами, которые растворяются в уране и стабилизируют р- и -фазы, нагревают выше температуры фазового перехода и закаливают, при этом сплав быстро охлаждается [c.131]

В качестве материала оболочки используют два вида сплавов. Во Франции используют сплав ZR 55, содержащий 0,6 Zr. Этот сплав относительно прочен среди магниевых сплавов и обладает хорошей пластичностью на всех стадиях производства и при рабочей температуре, поэтому случаев разрушения, связанных с формоизменением урана не наблюдается. Однако его недостаток, заключается в том, что плутоний, образующийся при облучении в реакторе, заметно растворяется в нем и диффундирует сквозь оболочку. Это явление само по себе не представляет опасности, так как в процессе облучения лишь небольшое количество плутония переносится на оболочку. Однако на практике оно мешает определению разрушения оболочки, которое обычно устанавливают по появлению в теплоносителе продуктов деления, и поэтому должно предотвращаться. Для этого между оболочкой из сплава ZR 55 и урановым сердечником необходимо образовать барьер. Наиболее подходящим материалом для этих целей является гра- [c.134]

Внутренний отражатель набирается из сборок, содержащих по 7 урановых стержней диаметром 7,6 мм и высотой 140 мм, заключенных в оболочку из нержавеющей стали. Контакт создается сплавом 22% натрия и 78% калия. Теплоносителем служит натрий, нагреваемый до температуры 500° С. [c.148]

Кобальт, никель, а также близкий к ним по свойствам марганец нередко относят к металлам железной группы. Цветные металлы по сходным свойствам подразделяют на легкие металлы (Ве, Mg, А1, ТО, обладающие малой плотностью легкоплавкие металлы (2п, Сс1, 5п, 5Ь, Hg, РЬ, В1) тугоплавкие металлы (Т1, Сг, 2г, ЫЬ, Мо, W, V и др.) с температурой плавления выше, чем у железа (1539 С) благородные металлы (РЬ, РЬ, Ag, Оз, Р1, Ап и др.), обладающие химической инертностью урановые металлы (1), ТЬ, Ра) — актиноиды, используемые в атомной технике редкоземельные металлы (РЗМ), лантаноиды (Се, Рг, КЬ, 5ш и др.) и сходные с ними иттрий и скандий, применяемые как присадки к различным сплавам щелочноземельные металлы (Ь1, Ца, К), используемые в качестве теплоносителей в ядерных реакторах. [c.6]

В конструкциях, подверженных облучению (оболочки урановых стержней, корпуса и трубопроводы реакторов, корпуса синхрофазотронов), в качестве конструкционных материалов, обладающих необходимым комплексом жаропрочности и коррозионной стойкости, используют высоколегированные стали перлитного и аустенитного класса, а также различные сплавы. Широкое применение сплавов на основе Zr, Be, Al, Mg в таких конструкциях объясняется их удовлетворительной жаропрочностью и коррозионной стойкостью, а также необходимым комплексом теплофизических свойств, в частности способностью слабо поглощать нейтроны. [c.521]

Проектирование снарядов. В последних конструкциях снарядов применены плотные урановые сплавы на части длины оболочки из титанового сплава. Это вызвало необходимость сделать два [c.328]

Во-первых, опыт применения урановых сплавов в качестве конструкционных материалов был ограничен. Во-вторых, трудно было создать конструкцию соединения, передающего скручивающие и осевые усилия без превышения допустимых напряжений, так как толщина стенки оболочки снаряда ограничена критическими зазорами по внешнему и внутреннему диаметру. Исследователи сплава улучшили его качества и обрабатываемость и устранили многие свойства, которые были нежелательны для материала, используемого при изготовлении снарядов. В частности, фазовая нестабильность вызывала замедленное растрескивание первых урановых сплавов. С помощью технологических процессов уровень напряя ений был увеличен до такой степени, что замедленное растрескивание прекратилось. В результате изменения технологических процессов также уменьшились остаточные напряжения. [c.329]

Для определения применимости стандартного критерия разрушения к урановым сплавам проводили специальные испытания на разрушение упрош,енных моделей в условиях действия комбинированных напряжений. Разрушение под действием двухосных растягиваюш,их напряжений протекало с малым течением материала либо без него, тогда как под действием скручивающих нагрузок, т. е. при чистом сдвиге, происходило вязкое разрушение. Эти результаты указывают на то, что критерий текучести максимального касательного напряжения или энергии формоизменения можно применять при проектировании снарядов с элементами из урановых сплавов. [c.330]

Излучение на 1. .. 3 порядка усиливает коррозию ряда металлов в атмосферных условиях, заметно влияет на развитие процесса в органических средах и на коррозионную стойкость урановых сплавов [2]. [c.532]

Реактив предложен для выявления общей структуры урановых сплавов [17]. Время травления до 2—3 мин. [c.99]

Имеются в виду тонкостенные трубы из алюминиевого сплава (сплав АВ) длиной 12 м, с продольными ребрами. Эти трубы устанавливались в технологические каналы уран-графитового реактора, а в них устанавливались урановые блоки. [c.129]

После цепи замечательных открытий наступила пора решения сложнейших технических и технологических проблем. Нужно. было в невиданных доселе масштабах добывать урановую руду, наладить металлургию нового важнейшего металла, из металла приготовить сплавы, стойкие к радиационным воздействиям и достаточно прочные, чтобы можно было готовить из них реакторные тепловыделяющие элементы (твэлы). А еще нужно было научиться разделять изотопы элемента № 92, научиться работать с источниками радиоактивности, пре- [c.83]

Волнистая урановая структура делает слиток непрочным. Атомы отдельных слоев связаны между собой довольно надежно, зато связь между слоями заметно слабее поэтому при комнатной температуре уран очень хрупок. Упрочить металл можно, сохранив высокотемпературную кубическую решетку. Такую решетку имеет сплав урана с молибденом. Именно поэтому молибден стал главным легируюш им элементом в производстве металлического урана. [c.92]

Железо и сплавы на его основе (сталь, чугун) принято называть черными металлами, а остальные металлы (А1, М , Си, N4, 5п, РЬ, 2п, С(1, Т1, V, Мо, Nb, Та, Ag, Аи, Р(1, Р1 и др.) н их сплавы — цветными. Кроме того, различают 1) легкие металлы (Ве, Mg, А1, Т1), обладающие малой плотностью 2) легкоплавкие металлы (2п, Сё, Hg, 5п, РЬ, В], Та, 5Ь) 3) тугоплавкие металлы ( У, Мо, НЬ, Та и др.), имеющие температуру плавления выше, чем железо 4) благородные металлы (Ag, Аи, Рё, Р1, КЬ, Ru, Оз), обладающие химической инертностью 5) урановые металлы-актиниды, используемые в атомной технике 6) редкоземельные металлы (лантаниды — Се, Рг, N(1, Рт и др.) 7) щелочноземельные металлы (Ка, К, Ь1). [c.5]

До 900° С ниобий слабо взаимодействует с ураном и пригоден для изготовления защитных оболочек для урановых тепловыделяющих элементов энергетических реакторов. При этом возможно использование жидких металлических теплоносителей — натрия или сплава натрия с калием, с которыми ниобий не взаимодействует до 600° С. Для повышения живучести урановых тепловыделяющих элементов уран легируют ниобием 7% N5). Присадка ниобия стабилизирует защитную окис-ную пленку на уране, что повышает устойчивость его против действия паров воды. [c.145]

Его стальной герметический корпус, окруженный защитными слоями воды и бетона, заполнен графитовой кладкой со 128 вертикальными технологическими каналами для 512 тепловыделяющих элементов — тонкостенных трубок из нержавеющей стали, покрытых снаружи на длине 1,7 м кольцевым слоем уранового сплава, обогащенного до 5% по содержанию ураном-235 и защищенного внешней стальной оболочкой. Вода, отводящая тепло, циркуляционным насосом подается к верхней части технологических каналов под. давлением около 100 атм из распределительного коллектора первичного контура, затем по центральным трубкам этих каналов поступает в нижнюю-часть реактора, проходит вверх по трубкам тепловыделяющих элементов, сгруппированных по четыре в каждом канале, далее через сборочный коллектор поступает в теплообменник и по выходе из него вновь направляется к распределительному коллектору. Максимальный удельный теплосъем в интенсивно работающих каналах достигает при этом 1,5 млн. ккал1м -час. По мере выгорания урана-235 каналы с тепловыделяющими элементами извлекаются из реактора специальным мостовым подъемным краном, оборудованным аппаратурой дистанционного управления, и заменяются новыми. Основная техническая характеристика Обнинской АЭС приведена в табл. 5. [c.175]

В отличие от ранее построенных атомных электростанций на ней впервые в мировой реакторной практике был осуществлен цикл с ядерным перегревом пара. Две группы технологических каналов ее графито-водяного кипящего реактора по конструктивному исполнению блиэки к технологическим каналам реактора Обнинской АЭС, но количество их увеличено и каждый снабжен шестью тепловыделяющими элементами из уранового сплава, обогащенного до 1,3% ураном-235. По трубкам этих элементов в каналах испаряющей группы под давлением 150 атм циркулирует вода первичного контура двухконтурной коммуникационной схемы, нагреваемая до температуры кипения. Образующаяся паро-водяная смесь поступает в сепаратор, в котором происходит разделение пара и воды. Затем пар направляется в змеевики парогенератора и, отдавая тепло воде вторичного контура, конденсируется. На выходе из змеевиков конденсат смешивается с водой, отводимой из сепаратора, проходит через водоподогреватель вторичного контура и, наконец, вновь подается циркуляционными насосами в испаряющие каналы реактора. Пар, получаемый в парогенераторе, проходит через реактор по каналам пароперегревательной группы, нагреваясь до температуры 500° С, и затем поступает в турбину. [c.177]

В работе [45] представлены цветные структуры,, полученные вакуумным окислением различных материалов урановых и циркониевых листов, никеля (99,8%), меди, стали (25,13% Сг), циркониевониобиевых сплавов и т. д. Перед началом окисления в камере создают вакуум 10 мм рт. ст. Затем ее тщательно промывают аргоном и при давлении 8-10 мм рт. ст. производят газовый разряд при напряжении 5 кВ и плотности тока 0,2—0,5 мА/см . Аргоно-дуговую бомбардировку продолжают 3—5 мин. При катодном глубоком травлении ионный об- [c.23]

Публикация переводов известной зарубежной серии издательства Пленум Пресс (США) под редакцией М. Фонтана и Р. Стэйла Достижения науки о коррозии и технологии защиты от нее началась в нашей стране с 6-го тома В этом томе наряду с другими актуальными проблемами была детально рассмотрена проблема коррозионного растрескивания и водородного охрупчивания конструкционных урановых сплавов. В следующем 7-м томе вопросам влияния внешней среды на процесс разрушения механически нагруженных систем уделено заметно большее внимание. [c.6]

Форма ребер в процессе работы реактора изменяется, так как искажения оболочки связаны с формоизменением уранового сердечника. При температуре выше 430° С магниевые сплав,ы деформируются во всех кристаллографических направлениях, а на поверхности их образуется пленка, состоящая в основном из MgO с добавками углерода и 5% Mg Oa- Это сплошная твердая [c.138]

Уран можно выдавливать и получать стержни, трубы, овальные и другие профили равномерного сечения. Как и в ранее упомянутых операциях горяче1 обработки, при температурах верха а-области необходимо уделять особое внимание защите против окисления. Кроме того, ввиду более интенсивной деформации и склонности урана к прилипанию значительно труднее подобрать подходящую смазку. Для смазки, а также для защиты от окисления служит тонкое покрытие из меди. Оно может быть удалено растворением в ванне с азотной кислотой. Уран можно также выдавливать в -у-фазе, когда он очень мягок. Несмотря на то что эта обработка была использована для изготовления урановых блоков для первых реакторов, прессование в у-фа-зе разработано не так хорошо, как широко применяемое прессование в (1-фазе (у-сплавы урана с ниобием и молибденом тверже, чем уран, и успешно выдавливаются). Выдавливание используется для нанесения на уран оболочки во время обжатия [52, 78, 1051. Тонкую и равномерную оболочку можно нанести не только на внешний диаметр, но и на внутренний, если требуется трубчатый тепловыделяющий элемент. Концы также могут быть одновременно герметично заделаны. Для покрытия урана оболочкой особенно пригоден цирконий, так как оба эти металла имеют примерно одинаковое сопротивление пластической деформации и не образуют хрупких интерметаллических соединений. [c.849]

Диаграмма состояния U-Y не построена, хотя имеется работа [1], в которой определяли растворимость Y в U. Сплавы выплавляли в тигле из Y в высокотемпературной печи. Урановый стержень длиной 1,9 см и диаметром 1,27 см помещали в тигель высотой 2,5 см, диаметром 2,5 см с толщиной стенок 0,31 см и выдерживали в тигле при 1430 °С 70 мин в вакууме. Растворимость определяли в центральной части слитка, где сегрегация минимальна. При исследовании использовали U, содержащий 0,06 % (по массе) примесей, после плавки общее количество примесей уменьшалось до 0,102 % (по массе). Исследование проводили методами м икр о структурного и химического анализов. Опрё релено, что в U растворяется 0,48 % (ат.) Y. По данным работы [Э] ра,створимость Y в и при различных температурах приведена ниже [c.416]

Из циркония и его сплавов изготовляют преимущественпо детали для ядер-ной техники, в частности оболочки урановых тепловыделяющих элементов. Цирконий обладает наряду с высокой коррозионной стойкостью весьма низким сечением захвата нейтронов. Поэтому он является классическим реакторным материалом. [c.105]

Рассмотрим более внимательно тепловыделяющий элемент. Это стержень в алюминиевой оболочке. В зазорах между алюминиевыми трубками и стержнями из урана течет охладитель (теплоноситель). Чаще всего в качестве теплоносителя используют обычную воду. Однако известно, что в некоторых реакторах для охлаждения урановых стержней применяют тяжелую воду, сжатый воздух и другие газы, леп оплавкие металлы и сплавы. [c.91]

Молибден придает урану и другое полезное качество. Как правило, в мощных реакторах на тепловых нейтронах (а именно такие реакторы распространены в наше время) топливые элементы охлаждают водой. При малейшем нарушении защитной оболочки блок из чистого урана под угрозой уран разлагает воду, свободный водород вступает в реакцию — образуется гидрид урана Иди. Этот порошок осыпается и уносится водяным потоком — ТВЭЛ разрушается. Картина совсем иная, если вместо чистого урана применен ураномолибденовый сплав. Такие сплавы устойчивы к воздействию воды и служат великолепным материалом для главных урановых изделий — твэлов атомных котлов. [c.92]

Имеются примеры резкого возрастания скорости коррозии под действием радиации. Так, в десятки раз усиливается коррозия стали и меди в галоидорганиче-ских соединениях, в частности во влажном четыреххлористом углероде. В 10—100 раз может возрастать скорость атмосферной коррозии железа, меди, цинка, никеля, свинца. Катастрофическая коррозия, сопровождающаяся растрескиванием, развивается в урановых сплавах. [c.76]

Для украшения керамических изделий применяют так называемые люстры, представляющие собой тончайшие пленки, отливающие всеми цветами радуги. Такие составы готовят сплавлением нитратов тяжелых металлов с канифолью (сплав растворяют затем в эфирных маслах, лавандовом масле или скипидаре) или же прибавлением раствора соли металла к растворенным в воде смоляным мылам, к так называемым металлическим резинатам. Люстры бывают бесцветные (висмутовые, глиноземные, свинцовые и цинковые) и окрашенные (железные, урановые, никелевые, кобальтовые и хромовые). Применяют также и смешанные люстры, получаемые смешиванием окрашенных люстров с бесцветными. [c.540]

На рис. 1.2, а показана диаграмма состояния системы и—иОг, построенная Эдвардсом и Мартином [30]. Особенность этой диаграммы — расширяющаяся с ростом температуры область достехиометрической двуокиси урана и область несмешиваемости в жидком состоянии. Пределы концентраций области несмешиваемости установлены металлографическим исследованием сплавов, приготовленных методом дуговой плавки в среде аргона. При температуре дуговой плавки каждый сплав из области несмешиваемости состоял из жидкого металла и жидкой окисной фазы, которая представляет собой моно-тектическую жидкость, дающую при охлаждении дисперсные уран и иОг. Достехиометрическая граница двуокиси урана была уточнена по сплавам, полученным насыщением металлического урана кислородом за счет двуокиси урана, служившей материалом тигля, в котором нагревался уран. Урановые расплавы выдерживали при заданной температуре и быстро охлаждали с тиглем. Микроструктурное исследование закаленных образцов показало, что образовавшиеся сплавы представляют собой металлические корольки, отделенные от стенок тигля окисными наростами кристаллов иОг, перемежающихся прожилками металлического урана. При температуре опыта каждый окисный нарост был однофаз-10 [c.10]

Цирконий и сплавы на его основе применяются в энергетических атомных реакторах, рабочие температуры в которых высоки, и вследствие этого становится непригодным алюминий. Из циркония изготовляют защитные оболочки для урановых тепловыделяющих элементов, каналы, в которых циркулирует теплопередающая жидкость, и другие детали конструкций. Жаропрочность циркония и стойкость его против действия воды и пара можно повысить добавками олова (1,4—1,6%), а также малыми присадками железа (0,1—0,15%), хрома (0,08—0,12%), никеля (0,04—0,06%). Сплав, содержащий перечисленные выше легирующие добавки, носит название цирколлой-2 [1, 2, 16]. [c.277]

Впервые диаграмма изотермического распада аустенита в стали была построена в 1930 г. Бейном и Давенпортом. Метод изучения кинетики фазовых превращений с помощью подобных диаграмм, называемых также С-диаграммами или С-образными кривыми, оказался исключительно плодотворным в теории термической обработки. Число опубликованных диаграмм изотермических превращений переохлажденной фазы для сталей измеряется величиной порядка 10 , для титановых 10 , алюминиевых (построенных совсем недавно) 10 . С-диаграммы построены также для чугунов, некоторых медных, урановых и других сплавов. [c.149]

Специальные сплавы на основе магния широко используют в ядерной технике в качестве материала оболочек тепловыделяющих урановых элементов в газоохлаждающих реакторах. [c.125]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...