Цирконий и свойства его сплавов

Цирконий и свойства его сплавов [c.83]

Прочность соединений из технического нелегированного циркония близка к таким же свойствам основного металла. Однако пластические свойства швов на цирконии и особенно его сплавах, выполненных автоматической дуговой сваркой в среде инертного газа без присадки, заметно снижаются по сравнению с пластичностью металла (табл. П-18). [c.677]

Следовательно, положительное влияние легирующих добавок бериллия, титана и циркония на свойства алюминиевомагниевых сплавов заключается (наряду с уменьшением окисления сплава в процессе плавки, литья и термической обработки, уменьшением газовой пористости и измельчением зерна) также и в том, что эти элементы входят в твердый раствор сплава, способствуя дополнительному повышению его механических свойств в результате термической обработки. [c.368]

Магний применяют главным образом в виде сплавов. Для улучшения механических и технологических свойств в магний добавляют алюминий и цинк добавка марганца увеличивает его коррозионную стойкость. В последние годы появились новые сплавы, содержащие цирконий и торий. Эти сплавы обладают повышенной жаропрочностью. В космической и ракетной технике стали находить применение сверхлегкие сплавы с добавками лития. [c.371]

Установлено, что свойства сплава на основе ванадия улучшаются при сплавлении его с титаном, цирконием и ниобием. Сплавы его с титаном и цирконием обладают значительно большей пластичностью, чем чистый ванадий. Легирование ниобием способствует получению более высокой прочности и увеличению сопротивляемости окислению. [c.87]

Практические применения радиационной химии можно подразделить на оборонительные и наступательные . На первом этапе развития ядерной промышленности в основном велись работы оборонительного плана по радиационно-химической защите материалов в реакторах и вообще в условиях высокой радиоактивности (в частности, в космосе). При сильном облучении металлы становятся склонными к коррозии, хрупкости, смазочные масла портятся, в изоляторах увеличивается электропроводность и т. д. Была проведена большая работа по изысканию материалов, стойких по отношению к облучению.. Так, было найдено, что из металлов в условиях облучения хорошо сохраняют свои антикоррозийные и механические свойства цирконий и его сплавы. Хорошей радиационной стойкостью обладают и некоторые полимерные материалы, например, полистирол, для которого малы выходы как сшивания, так и деструкции (радиационно-стабильные (обычно ароматические, см. п. 3) группы, не только сами устойчивы по отношению к излучению, но могут защищать от разрушения и другие полимерные молекулы, отсасывая от них энергию (так называемая защита типа губки). Применяется также защита типа жертвы . В этом случае защищающие молекулы, например, могут захватывать образующийся в радиационно-химическом процессе атомарный водород, препятствуя последнему реагировать с другими молекулами. [c.665]

Цирконий и его сплавы облучали в разнообразных условиях (см. табл. 5.6) интегральными потоками от 3-10 до 4-10 нейтрон 1см . Основную часть опытов проводили при комнатной температуре или температуре, несколько меньшей 100° С. В некоторых случаях изучение проводили при 380° С. Изучали как отожженные, так и прокатанные до различной степени деформации материалы. Большинство измерений произведено при комнатной температуре, относительно небольшое количество измерений — при повышенных температурах, причем максимальной была температура 380° С. Из таблицы следует, что облучение нейтронами приводит к ожидаемому увеличению предела прочности, предела текучести и твердости материалов. Пластичность при этом уменьшается. Можно также заметить, что свойства предварительно наклепанных материалов не имеют таких больших изменений, как свойства материалов, облучавшихся в отожженном состоянии. [c.253]

Влияние нейтронного облучения на механические свойства циркония и его сплавов [c.254]

Легирование марганцем и цинком ведет к повышению коррозионной устойчивости сплавов. Механические свойства магния и его сплавов улучшаются при легировании медью, оловом, цирконием, кремнием и церием. [c.134]

Цирконий и его сплавы хорошо свариваются дуговой сваркой вольфрамовым электродом в инертном газе при прямой полярности. Несколько улучшаются свойства сварного соединения при сварке в камерах с контролируемой атмосферой. Лучшие результаты получаются при электронно-лучевой сварке в вакууме. [c.294]

Благодаря перечисленным свойствам, малому поперечному сечению захвата тепловых нейтронов (0,18 бари) и хорошей совместимости с нелегированным ураном и рядом его соединений при температурах до 500 С цирконий и сплавы на его основе используют как конструкционные материалы для изготовления оболочек твэлов и технологических каналов. Механические свойства сплавов на основе циркония представлены в табл. 8.35. [c.297]

Пайка циркония. Цирконий является относительно тугоплавким металлом с Тпл = 1855 °С, его плотность 6,4 г/см . Цирконий обладает сравнительно низким пределом прочности при растяжении 0в = 200-г-280 МПа. Прочность его ниже, чем у титана и железа, а твердость примерно одинакова. Добавки к цирконию молибдена, ниобия, титана улучшают его механические свойства. Цирконий и его сплавы пластичны, хорошо обрабатываются давлением, резанием, имеют высокую коррозионную стойкость в агрессивных средах. [c.260]

Отсутствие насыщения расплавленного и нагретого металла газами. Наоборот, в целом ряде случаев наблюдается дегазация металла шва и повышение его пластических свойств. В результате достигается высокое качество сварных соединений на химически активных металлах и сплавах, таких как ниобий, цирконий, титан, молибден и др. Хорошее качество электронно-лучевой сварки достигается также на низкоуглеродистых, коррозионно-стойких сталях, меди и медных, никелевых, алюминиевых сплавах. [c.148]

Относительно невысокая прочность урана, резко выраженная анизотропия его свойств, зависяш,их от метода обработки, и химическая активность при повышенных температурах вызывают необходимость применять уран в виде более прочных и коррозионно-стойких сплавов, например в виде сплавов с алюминием, цирконием, титаном, молибденом. [c.474]

Благодаря перечисленным свойствам, малому поперечному сечению захвата тепловых нейтронов и хорошей совместимости с нелегированным ураном и рядом его соединений при температурах до 500 С цирконий и сплавы на его основе использу- [c.337]

Ядерные топливные элементы, содержащие ядерное топливо, должны быть плакированы нерасщепляющимся материалом для предотвращения коррозии, деформации и потери радиоактивных частиц в охлаждающую жидкость. Ядерные топливные элементы плакируются различными металлами, в частности алюминием, коррозионно-стойкой сталью, магнием и его сплавами, цирконием и его сплавами, никелем, бериллием, ниобием, ванадием, а также графитом. Основными плакирующими металлами являются алюминий, цирконий, магний и коррозионно-стойкая сталь. Выбор плакирующих материалов зависит от их ядерных свойств, химической и физической совместимости с ядерным топливом, коррозионной стойкости и механических свойств. Плакированный слой должен обладать достаточно высоким пределом ползучести, чтобы оказать сопротивление деформации, вызванной давлением газов, вследствие процесса расщепления атомов. [c.102]

Измельчение структуры способствует улучшению механических свойств металла. На практике для измельчения структуры металлов и сплавов широко применяют технологическую операцию, называемую модифицированием. Она состоит во введении в жидкий сплав перед разливкой специальных добавок — модификаторов. В качестве последних используют поверхностно-активные вещества (например, бор в сталях, натрий в алюминии и его сплавах), а также элементы, образующие тугоплавкие тонкодисперсные частицы (например, титан, цирконий в алюминии и его сплавах алюминий, титан в сталях). Модификаторы добавляют в сплавы в количествах от тысячных до десятых долей процента. [c.73]

Для улучшения механических свойств магния и его сплавов служат добавки меди, а в определенных пределах — добавки олова, циркония, кремния и церия. [c.543]

Благодаря высоким антикоррозионным свойствам цирконий может применяться для изготовления деталей химической аппаратуры, медицинского инструмента и в других областях техники. Однако вряд ли производство циркония так быстро достигло бы современного уровня, если бы он не обладал егце одним специфическим свойством — малым поперечным сечением поглощения тепловых нейтронов. Это его свойство в сочетании с высокой коррозионной стойкостью высокой пластичностью, хорошей обрабатываемостью и достаточными механическими свойствами обусловило применение циркония и его сплавов в качестве основного конструкционного материала атомных реакторов. [c.449]

В настоящее время большое внимание уделяется исследованию жаропрочных сплавов на основе ниобия. Наиболее эффективные результаты были получены при легировании его титаном, ванадием, цирконием, вольфрамом, молибденом и гафнием. В сплавы следует вводить не более 5% 2г и 15% V, поскольку при больших концентрациях эти элементы вызывают резкое падение пластических свойств. В присутствии вольфрама, молибдена и гафния пластические свойства ниобия не снижаются, однако в присутствии молибдена при содержании его более 5% резко ухудшается сопротивление ниобия окислению. В присутствии титана сопротивление ниобия окислению и его пластичность повышаются, но снижается жаропрочность. Довольно высокими прочностными характеристиками обладают ниобиевые сплавы, легированные несколькими элементами. Из этих сплавов наиболее высокую прочность имеет сплав ниобия с 15% 5% Мо и 1% гг (Е-48). [c.474]

Решениями XXV съезда КП(Х предусматривается дальнейший рост производства цветных металлов и сплавов, продукции химической промышленности, извлечения металлов из руд, комплексность использования сырья, совершенствование наиболее эффективных технологических схем. В связи с этим хлор и его соединения в последние годы находят все более широкое применение. Реакционная способность хлора, разнообразие свойств его соединений обусловливают создание новых химических и химико-металлургических производств. Из всех методов получения титана, ванадия, ниобия, тантала, циркония, вольфрама, молибдена и других металлов метод хлорирования принят промышленностью в качестве основного. Этим методом можно наиболее полно извлекать из перерабатываемого сырья все ценные составляющие и получать металлы высокой чистоты. В ближайшее время начинается промышленное применение хлора для переработки фосфорсодержащих руд с целью извлечения из них фосфора, а также в процессах получения олова, марганца,, хрома, никеля, кобальта. [c.4]

Среди наиболее тугоплавких металлов особенно перспективен для разработки жаропрочных сплавов ниобий, отличающийся высокой пластичностью, относительно малой окисляемостью и другими полезными характеристиками. На основе новых теоретических и экспериментальных данных выявлена возможность эффективного упрочнения ниобия и его сплавов дисперсными частицами карбидов, нитридов и окислов циркония и гафния. Закономерности образования и распада пересыщенных твердых растворов в двухфазных нио-биевых сплавах являются типичными для классических стареющих сплавов. В связи с этим большое значение имеет возможность регулирования структуры и свойств этих сплавов путем термической обработки. Сочетание оптимального количества упрочняющей дисперсной фазы и рационального режима термической обработки позволяет значительно повысить жаропрочные свойства современных ниобиевых сплавов. [c.5]

В качестве одного из высокопрочгшх сплавов циркония можно указать на сплав циркаллой, содержащий 0,5—1% Sn, 0,2% Fe и 0,3% Ni. Коррозионная стойкость циркония в сильной степени зависит от его чистоты. Сотые доли процента углерода и азота снижают его коррозионную стойкость. Однако некоторые добавки нейтрализуют вредное влияние загрязнений (так, ниобий нейтрализует действие углерода, а олово — азота). Наличие фазового превращения позволяет воздействовать иа свойства циркониевых сплавов путем термической обработки. Диаграммы состояния циркония со многими элементами построены, однако данных о термической обработке и совершающихся при этом структурных превращениях мало. [c.414]

При нагреве до 80—100° С молибден растворяется в серной н соляной кислотах. Азотная кислота и царская водка действуют на молибден при комнатной температуре медленно, а при высокой температуре — быстро. Для повышения жаропрочности молибдена его легируют небольшими количествами титана, циркония и ниобия. Лучшими свойствами при высок ой температуре обладают сплав молибдена с 0,5% Т1. Предел прочности литого деформированного молибдена с 0,5% Т1. Предел прочносчи литого деформированного молибдена составляет при комнатной температуре 470—700 Мн/дг , а при 870° С 170—360 Лiп/л . Для сплава молибдена с 0,45% Т1 предел прочности при тех же температурах соответстве[[по составляет 520—930 и 280—610 Мн/м пластичность сплава высокая. [c.293]

К конструкционным материалам в реакторах предъявляется дополнительное требование радиационной стойкости, т. е. длительного сохранения физических и химических свойств в условиях интенсивнейшего нейтронного облучения. Особенно опасны коррозия и падение механической прочности. Так, коррозия оболочек твэлов и теплоносителей может привести к нарушению герметичности и тем самым к радиоактивному заражению теплоносителя, а иногда и к аварии. Для изготовления конструктивных элементов применяются алюминий, его сплавы с магнием или бериллием, цирконий, керамические материалы, нержавеющая сталь, графит, покрытия из ниобия, молибдена, никеля и некоторые другие материалы. [c.582]

С целью повышения жаропрочности молибдена разработаны различные сплавы. С точки зрения обычных представлений эти сплавы являются микролегированными углеродом, цирконием и титаном. Указанные элементы, образуя дисперсную вторую фазу (карбиды), значительно повышают жаропрочные свойства молибдена, однако микролегирование мало влияет на коррозионную стойкость (показано ниже). Изменение корро-зиошой стойкости достигается при глубоком легировании. Для молибдена такое легирование нецелесообразно, так как, по-видимому, оно должно приводить к ухудшению его технологических свойств. Кроме того, и нелегированный молибден обладает высокой коррозионной стойкостью в концентрированных кислотах — практически на уровне тантала. [c.86]

Предварительные замечания. В предыдущих параграфах главы обсуж-дспы многие общие особенности структуры и свойств металлов и сплавов. У отдельных металлов или сплавов имеется ряд специфических свойств, знать которые необходимо инженеру, занимающемуся проблемой надежности, при проектировании тех или иных конструкций, В настоящем параграфе остановимся па некоторых особенностях наиболее важных для техники металлов и сплавов. К их числу относятся железоуглеродистые сплавы (стали, чугуны), алюминиевые, магниевые, сверхлегкие, медные, никелевые сплавы, титан и его сплавы, цирконий и его сплавы, бериллий, тугоплавкие металлы и их жаропрочные сплавы. Некоторые механические и упругие характеристики семи чистых металлов приведены в табл. 4.11. [c.318]

Цирконий и его сплавы. Основное применение как конструкционный материал цирконий находит в ядерной технике — в атомных реакторах — вследствие особого свойства — слабо поглощать тепловые нейтроны. О материале, обладающем таким свойством, говорят, что он имеет малое поперечное сечение поглощения тепловых нейтронов. У циркония сечение поглощения тепловых нейтронов равно 0,18-10" см , у алюминия 0,2Ы0 см , однако он уступает цирконию в коррозионной стойкости, чем и объясняется ислользование циркония. Меньшее сечение поглощения тепловых нейтронов, чем у циркония, имеют магний (0.059-10-2 сл ) и бериллий (0,009-lO см ). [c.326]

Из алюминия и его сплавов можно изготовлять и другие детали, для реакторных установок трубки, вентили и т. д. Сплавы алюминия с титаном устойчивы в воде при температуре 280—300° С, но механические их свойства при этих условиях недостаточны. Сплавы алюминия с титаном (с концентрацией в них 0,2—0,5% железа, 0,2% марганца, 0,2% кремния и 0,5% никеля) достаточно стойки при температуре 315° С. Увеличение концентрации никеля с 0,5 до 2% при температуре воды 250 — 315° С и скорости ее движения 6—7 м1сек приводит к повышению стойкости сплава. Этого не наблюдается в неподвижной воде. Нейтронное облучение на стойкость сплава алюминия с никелем влияет благоприятно. Титан устойчив на воздухе при температуре 400—700° С (сведения противоречивы). В воде и паре титан и его сплавы также устойчивы. Для повышения устойчивости титана к нему добавляют цирконий, ванадий, тантал, молибден и медь в отдельности. В воде при температуре 250—318° С и наличии кислорода скорость коррозии титана (0,45 мг м час) в три-пять раз меньше, чем у нержавеющих сталей. [c.297]

В связи с тем, что чистый цирконий ввиду отсутствия у него стабильных антикоррозионных и механических свойств для массового производства защитных оболочек непригоден, были исследованы его сплавы с танталом, ниобием, оловом, никелем и железом. Самым подходящим из них для этой цели оказался сплав циркония с концентрацией 1% ниобия. Это объясняется тем, что такой сплав при повышенных температурах обладает более высокими механическими свойствами (предел текучести при температуре 300° С равен 12 /сГ/.м>Р), чем остальные кроме того, производство этого сплава значительно проще, чем многокомпонентных сплавов, в состав которых должны входить олово, железо и никель. Что касается кассет реактора, то они должны работать при перепаде давления около 1,5 ат, а для этого необходимо, чтобы материал, из которого изготовляют кассеты, имел более высокие механические свойства. Таким требованиям отвечает сплав с концентрацией 2,5% ниобия, обладающий хорошей коррозионной стойкостью при температуре 300° С с высокими механическими свойствами. Толщина защитной оболочки для тепловыделяющего элемента из сплава циркония составляет 0,6 мм. Скорость коррозии циркониевых сплавов в воде при температуре 300° С примерно 1,4 мг1м час. [c.298]

Хорошей коррозионной стойкостью в воде обладает цирконий и его сплавы, которые к тому же имеют более высокую по сравнению с алюминием прочность при повышенных температурах. При изготовлении оборудования должен применяться цирконий, очищенный от примесей, особенно от азота. Коррозионная стойкость циркония в водяном паре заметно снижается при повышении давления. Практически применение чистого металла возможно до 300—350" С. Небольшие добавки (около 1%) железа, никеля, олова и хрома способствуют улучшению антикоррозионных свойств циркония. Аналогичный эффект достигается легированием циркония добавкой 2% палладия или 2% молибдена. Из сплавов циркония за рубежом широко применяют циркаллой-2 (1,5% Sn, 0,12% Fe, 0,05% Ni, 0,1% Сг). Этот сплав обладает коррозионной стойкостью в воде при температуре до 350° С. [c.287]

Во время первой мировой войны появились сведения о том, что в Германии производятся цирконийсодержащие стали, которые обладают ценными св011ствами и применяются для изготовления артиллерийских орудий. В связи с этим некоторыми государственными учреждениями и частными фирмами были предприняты исследования в области пвдучения циркония восстановлением его соединений и изучение свойств циркониевых сплавов. Результаты этих работ не бьши особенно обнадеживающими. [c.892]

Применение циркония в металлургии обусловлено тем, что он является одним из энергичнейших раскислителей стали. Кроме того, связывая в прочные соединения азот и серу, цирконий, нейтрализует их вредное влияние на сталь. В сочетании с другими легирующими присадками цирконий повышает вязкость, прочность, износостойкость и свариваемость стали. Присаживают цирконий в сталь в виде сплавов, состав которых приведен в табл. 103. Цирконий является довольно распространенным элементом, содержание которого в земной коре составляет 0,02 %. Свойства наиболее важных минералов циркония приведены в табл. 104. Различают два основных типа месторождений циркония коренные и россыпи. Важнейшее значение имеют современные и древние прибрежно-морские россыпи, которые обычно представляют собой комплексные руды циркония и титана, реже содержащие также торий, уран и другие ценные элементы. Наиболее крупные месторождения циркония находятся в США, Индии, Бразилии и Австралии. Запасы циркониевых руд в СССР обеспечивают потребность отечественной промышленности в цирконии и его сплавах. Циркониевый концентрат поставляется по ОСТ 48-82—74 (табл. 105). Кроме того, циркониевый концентрат может содержать торий и уран, суммарно в эквиваленте не более 0,1 % тория. Это необходимо учитывать прн работе с циркониевым концеи- [c.316]

После нагрева заготовок под образцы в этих условиях и удаления окисиой пленки пластические свойства сохраняются на достаточно высоком уровне (рис. 58). Пластические свойства после длительного нагрева готовых образцов заметно снижаются. Следовательно, на снижение пластичности сплава ВТ18 в основном влияет окисление поверхности, что, по-видимому, связано с высоким содержанием циркония (10—12%) и большим его сродством к кислороду, чем у титана. [c.138]

Хороший тепловой контакт может быть обеспечен также исполь зованием жидкого припоя, но при этом необходимо предусмотреть меры, препятствуюш,ие утеканию или испарению припоя при длительной эксплуатации установки. Важной характеристикой преобразователя (влияющей на его конструкцию) является стойкость термоэлектрического материала к окислению и сублимации при высоких рабочих температурах. К числу наиболее распространенных термоэлектрических материалов, используемых в высокотемпературных изотопных генераторах, относятся теллурид свинца и кремний-германиевый сплав. Термоэлектрические и механические свойства этих материалов достаточно хорошо изучены (см. гл. 4). Элементы из теллурида свинца широко использованы в генераторах типа СНАП-3 и СНАП-7. Испытания этих установок показали, что термоэлектрические характеристики теллурида свинца падают в процессе эксплуатации из-за его окисления (при температурах выше 300° С) и сублимации (при 500° С и выше). Для предотвращения окисления и сублимации поверхность термоэлемента из теллурида свинца покрывают герметизирующими материалами, такими, как окись циркония, окись алюминия и другими, или заключают элементы в ампулы с инертной атмосферой. [c.156]

Дисперсионное и дисперсное упрочнения сплавов ванадия до последнего времени не находили широкого применения. Это, видимо, можно объяснить тем, что твердорастворное легирование ванадия, особенно при высоком содержании легирующих элементов, обеспечивает упрочнение, сохраняющееся до высоких для ванадия рабочих температур (—1000° С) без резкого снижения его низкотемпературной пластичности (рис. 116) [1, 2]. Вместе с тем стали появляться работы по исследованию закономерностей формирования гетерофазных структур в системах V—Meiv—С [10,11] по влиянию добавок углерода и азота на прочностные свойства сплавов ванадия, содержащих один или несколько из элементов цирконий, ниобий, титан [12, 13, 2]. Сведения пока очень ограниченные, одна-, ко уже сейчас прослеживается закономерность в изменениях свойств [c.278]

Многие металлы находятся в пассивном состоянии в некоторых агрессивных средах. Хром, никель, титан, цирконий легко переходят в пассивное состояние и устойчиво его сохраняют. Часто легирование металла, менее склонного к пассивации, металлом, пассивирующимся легче, приводит к образованию достаточно хорошо пассивирующихся сплавов. Примером могут служить разновидности сплавов Ре—Сг, представляющие собой различные нержавеющие и кислотоупорные стали, стойкие, например, в пресной воде, атмосфере, азотной кислоте и т. д. Для практического использования пассивности нужно такое сочетание свойств металла и среды, при котором последняя обеспечивает значение стационарного потенциала, лежащего в области Афп. Подобное использование пассивности в технике защиты от коррозии известно давно и имеет огромное практическое значение. [c.250]

Цирконий по своим свойствам близок к титану, и технология его получения аналогична технологии получения титана (метод Кролля) [60]. Склонность циркония к поглощению азота и кислорода затрудняет процесс его получения, а поглощение им водорода ограничивает сферу его применения. В результате поглощения газов механические свойства циркония, а также его стойкость в воде высокой чистоты под давлением ухудшаются. Цирконий отличается чрезвычайно высокой пластичностью и коррозионной стойкостью. Он применяется в химической промышленности сплав циркалой используется для защитных оболочек в атомных энергетических установках (учитывается его стойкость в воде под давлением, высокая жаропрочность, а также малое эффективное сече-, ние захвата нейтронов) [61]. Цирконий можно сваривать в атмосфере инертных газов. [c.444]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...