Циркониевые сплавы это:

Циркониевые сплавы
        сплавы на основе циркония (См. Цирконий). До начала 50-х гг. 20 в. Ц. с. 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 циркония и несовершенных методов приготовления сплавов. Положение резко изменилось, когда в начале 50-х гг. удалось получить цирконий, очищенный от примеси гафния, и было обнаружено, что такой металл имеет малое поперечное сечение поглощения тепловых.
         Механическое свойства циркониевых сплавов
        ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
        | Сплав            | Полуфабрикат              | При 20 °С                                          | При 300 °С                                     |
        |                       | (состояние)                   |------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
        |                       |                                     | предел прочности          | Относи-      | предел прочности s  | Относи-       |
        |                       |                                     | σВ                                  | тельное      | В                               | тельное       |
        |                       |                                     |---------------------------------------| удлине-      |----------------------------------| удлине-       |
        |                       |                                     | Мн/м2         | кгс/мм2'      | ние δ %      | Мн/м2      | кгс/мм2'   | ние δ %       |
        |--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
        | Циркалой-2    | Листы (отожжённые)     | 480            | 48              | 22              | 200          | 20            | 35               |
        |--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
        | Zr2,5Nb          | То же                            | 450            | 45              | 25              | 300          | 30            | 23               |
        |--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
        | Циркалой-2    | Трубы                           | 690            | 69              | 22              | 400          | 40            | 19               |
        |                       | (холоднокатаные)          |                   |                   |                   |                |                |                    |
        |--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
        | Zr2,5Nb          | То же                            | 790            | 79              | 27              | 560          | 56            | 23               |
        ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
        
        нейтронов. Это позволило рассматривать цирконий (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 цирконий не представлялось возможным в первую очередь из-за нестабильной коррозионной стойкости его в нагретой воде. Это обстоятельство стимулировало начало интенсивных исследований Ц. с., в результате чего были разработаны промышленные сплавы, нашедшие широкое применение в ядерной энергетике. Ц. с. используются для элементов конструкции активной зоны ядерных реакторов на тепловых нейтронах — оболочки тепловыделяющих элементов (твэлов), каналы, кассеты, дистанционные решётки и др. Наибольшее применение Ц. с. получили в реакторах с пароводяным теплоносителем. Ц. с. 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. с. предъявляется комплекс требований: одни из них должны значительно ослаблять (подавлять) вредное влияние азота на коррозионную стойкость циркония (при допустимом содержании азота 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 Nb, Sn, Fe, Cr, Ni, Cu и Mo, которые вводятся в количествах от долей процента до 2—3% (в сумме).
         Из большого числа исследованных Ц. с. практическое применение нашли лишь немногие. За рубежом наибольшее распространение получил американский сплав циркалой-2 (1,5% Sn, 0,1% Fe, 0,1% Cr, 0,05% Ni и не более 0,01% N). Используется также сплав циркалой-4 (отличается от циркалоя-2 пониженным содержанием никеля — 0,007%). Сплав циркалой-2 специально разрабатывался и был сначала использован для оболочек твэлов реактора первой американской атомной подводной лодки «Наутилус», затем нашёл применение во многих энергетических реакторах атомных станций для твэлов и каналов, работающих в воде и пароводяных смесях с температурой 250—300 °C. В СССР разработаны и применяются оригинальные сплавы, не содержащие олова, — Zr1Nb и Zr2, 5Nb (соответственно с 1 и 2,5% Nb). Сплав Zr1Nb впервые был применен для твэлов реактора атомного ледокола «Ленин», а сплав Zr2, 5Nb — для кассет реактора Ново-Воронежской АЭС. В середине 70-х гг. сплавы Zr1Nb и Zr2, 5Nb используются для оболочек твэлов, кассет и каналов реакторов большинства атомных электростанций СССР и социалистических стран. Кроме того, сплав Zr2, 5Nb применен в ряде реакторов в Канаде. По коррозионной стойкости сплав Zr2, 5Nb 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 циркония (1852 °C), его известные сплавы не отличаются высокой жаропрочностью и практически пригодны для работы в пароводяных средах при температурах не выше 400 °C. При более высоких температурах наряду со снижением прочности Ц. с. происходит сильное окисление их с растворением кислорода, приводящее к потере пластичности и наводороживанию, которое вызывает охрупчивание в результате образования гидридов. Механические свойства Ц. с. типа циркалой и цирконий-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. с. выплавляют в дуговых вакуумных печах с расходуемым электродом и электроннолучевых печах. Используется цирконий т. н. ядерной чистоты (значительно очищенный от гафния и др. примесей с большим поперечным сечением поглощения тепловых нейтронов). Полуфабрикаты из Ц. с. изготовляются на обычном оборудовании, применяемом для многих цветных металлов. Отжиг проводится в вакуумных печах. Если в ядерной энергетике Ц. с. получили широкое распространение, то в др. областях техники они практически не нашли применения; в частности, как конструкционный и коррозионностойкий материал они уступают более прочным, лёгким и дешёвым титановым сплавам.
         Лит.: Металлургия циркония, пер. с англ., М., 1959; Труды второй Международной конференции по мирному использованию атомной энергии, Женева, 1958. Доклады советских ученых, т. 3, М., 1959, с. 486; Ривкин Е. Ю., Родченков Б. С., Филатов В. И., Прочность сплавов циркония, М., 1974; Дуглас Д., Металловедение циркония, пер. с англ., М., 1975 (лит.).
         А. А. Киселев.

Большая советская энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия. 1969—1978.

Смотреть что такое "Циркониевые сплавы" в других словарях:

  • Циркониевые сплавы — сплавы на основе циркония с добавками Sn, Fe, Cr, Ni и других элементов; коррозионностойкие; прочные при 500 600°. Циркониевые сплавы применяют в ядерной энергетике …   Энциклопедический словарь по металлургии

  • ЦИРКОНИЕВЫЕ СПЛАВЫ — сплавы на основе циркония с добавками Sn, Fe, Cr, Ni и других элементов; коррозионно стойкие; прочные при 500 600°. Циркониевые сплавы применяют в ядерной энергетике …   Металлургический словарь

  • циркониевые сплавы — [zirconium alloys] сплавы Zr с разными элементами, главным образом металлами. Интерес к Zr как конструкционному материалу возник в 1948 1950 гг., в связи с тем что он обладает малым поперечным сечением поглощающих теплоту нейтронов. По влиянию на …   Энциклопедический словарь по металлургии

  • ЦИРКОНИЕВЫЕ СПЛАВЫ — сплавы на основе циркония с добавками олова, железа, хрома, никеля и др. элементов. Отличаются малым эффективным сечением захвата тепловых нейтронов, достаточной прочностью при темп ре 500 600 °С, хорошей корроз. стойкостью при высоких темп pax в …   Большой энциклопедический политехнический словарь

  • сплавы щелочных металлов — [alkali metal alloys] сплавы на основе Na, К, Li, Cs или содержащие их в значительном количестве; применяются в современной технике как материалы с особыми химическими или физическими свойствами. Например, сплавы, содержащие Li, используют в… …   Энциклопедический словарь по металлургии

  • сплавы щелочноземельных металлов — [alkali earth metal alloys] сплавы на основе Са, Sr, Ba или содержащие их в значительном количестве; применяются в основном как материалы с высокой химической активностью, например, сплавы АL с 50 60 % Ва используют в качестве геттеров в… …   Энциклопедический словарь по металлургии

  • сплавы с заданными упругими свойствами — [alloys with preset elastic properties] сплавы, обладающие высоким сопротивлением малым пластическим деформациям и релаксационной стойкостью в условиях статического и циклического нагружения; применяются в качестве пружин и пружинных элементов,… …   Энциклопедический словарь по металлургии

  • сплавы с заданным ТКЛР — [alloys with preset thermal expansion] ферромагнитные и немагнитные сплавы преимущественно на основе Fe и Ni, основные свойства которых заданная величина ТКЛР. Эти сплавы подразделяют на три группы: 1 я сплавы с низким (< 3 • 10 6 K 1), со… …   Энциклопедический словарь по металлургии

  • сплавы редкоземельных металлов — [rare earth metal alloys] сплавы, содержащие один или несколько РЗМ, которые являются одними из компонентов, но не обязательно основными В металлургии для легирования и рафинирования сплавов широко применяется «миш металл» (45 50 % Се, 22 25 % La …   Энциклопедический словарь по металлургии

  • сплавы для аккумуляторных батарей — [alloys for battery cells] сплавы, используемые в электрических аккумуляторах. Обычно это сплавы на основе Pb, применяемые для решеток Pb аккумуляторов и обладающие повышенной прочностью, коррозионной стойкостью, в кислотной среде электролита и… …   Энциклопедический словарь по металлургии


Поделиться ссылкой на выделенное

Прямая ссылка:
Нажмите правой клавишей мыши и выберите «Копировать ссылку»