RU2110600C1 - Method for producing articles from zirconium alloys - Google Patents

Method for producing articles from zirconium alloys Download PDF

Info

Publication number
RU2110600C1
RU2110600C1 RU96117993/02A RU96117993A RU2110600C1 RU 2110600 C1 RU2110600 C1 RU 2110600C1 RU 96117993/02 A RU96117993/02 A RU 96117993/02A RU 96117993 A RU96117993 A RU 96117993A RU 2110600 C1 RU2110600 C1 RU 2110600C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
temperature
zirconium
alpha
beta
billet
Prior art date
Application number
RU96117993/02A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU96117993A (en
Inventor
Е.Н. Актуганова
С.Ю. Заводчиков
В.А. Котрехов
А.Ф. Лосицкий
Ю.П. Шевнин
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Чепецкий механический завод"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "Чепецкий механический завод" filed Critical Открытое акционерное общество "Чепецкий механический завод"
Priority to RU96117993/02A priority Critical patent/RU2110600C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2110600C1 publication Critical patent/RU2110600C1/en
Publication of RU96117993A publication Critical patent/RU96117993A/en

Links

Images

Landscapes

  • Extrusion Of Metal (AREA)

Abstract

FIELD: production of pipes and rods from zirconium alloys used as structural materials in active zones of nuclear reactors and apparatuses of chemical and oil-and-gas industry. SUBSTANCE: initial billet is produced from ingot by hot forming at temperature of existence of beta or (alpha + beta) zirconium. Intermediate billet is produced by hot forming in (alpha + beta) temperature region. Dimension billet is produced from intermediate billet and hardened at temperature exceeding by 30-60 C the point of alloy transition from intermediate (alpha + beta) region to bet zirconium region. Hardened dimension billet is subjected to tempering at temperature of existence of alpha zirconium, then billet is hot-formed at temperature of existence of alpha or (alpha + beta) zirconium and subjected to multistage machining. EFFECT: elimination of hereditary discontinuity in ingots from zirconium alloy in machining; higher quality of manufactured articles. 4 dwg, 1 tbl

Description

Изобретение относится к изготовлению труб и прутков из циркониевых сплавов, используемых в качестве конструкционных материалов в активных зонах атомных реакторов, в аппаратах химической и нефтегазовой промышленности. The invention relates to the manufacture of pipes and rods of zirconium alloys used as structural materials in the active zones of nuclear reactors, in apparatuses of the chemical and oil and gas industry.

Технологический цикл производства бесшовных труб можно разделить на два этапа: сначала в процессе прошивки литую или катанную заготовку превращают в гильзу, а затем эту гильзу прокаткой или волочением превращают в трубу. Классическими процессами прошивки являются прессование и прокатка на косовалковом стане. Однако поперечная или винтовая прокатка приводят к образованию осевых дефектов: рыхлости, продольные трещины и полости с неровной рваной поверхностью. О причине и механизме образования внутренних дефектов в заготовке единого и достаточно обоснованного мнения на сегодняшний день не имеется [1]. The technological cycle for the production of seamless pipes can be divided into two stages: first, during the flashing process, the cast or rolled billet is turned into a sleeve, and then this sleeve is turned into a pipe by rolling or drawing. The classic firmware processes are pressing and rolling on a Kosovolkovy mill. However, transverse or helical rolling leads to the formation of axial defects: friability, longitudinal cracks and cavities with an uneven ragged surface. To date, there is no single and sufficiently substantiated opinion on the cause and mechanism of the formation of internal defects in the procurement [1].

В связи с тем что деформирование на станах винтовой прокатки неуплотненных заготовок, полученных литьем, не обеспечивает необходимого качества внутренней поверхности, в последние годы в Англии появились трехвалковые прошивные станы, на которых прошивка осуществляется между тремя приводными валками. Due to the fact that deformation on screw rolling mills of non-compacted billets obtained by casting does not provide the necessary quality of the inner surface, in recent years three-roll piercing mills have appeared in England, on which the firmware is carried out between three drive rolls.

По теории пластических деформаций процесс прокатки на трехвалковом стане винтовой прокатки отличается от других процессов тем, что растягивающие напряжения, возникающие в заготовке, действуют в его кольцевой зоне. В результате этого напряжения в центре заготовки значительно ниже, чем при прокатке на двухвалковом стане винтовой прокатки. К сожалению, оказалось, что даже прокаткой на трехвалковом стане неуплотненных заготовок, характеризующихся наличием центральной рыхлости, невозможно получить качественную гильзу [2]. According to the theory of plastic deformations, the rolling process on a three-roll helical rolling mill differs from other processes in that tensile stresses arising in the workpiece act in its annular zone. As a result of this, the stress in the center of the workpiece is much lower than when rolling on a twin roll helical rolling mill. Unfortunately, it turned out that even by rolling on a three-roll mill of unconsolidated workpieces characterized by the presence of central friability, it is impossible to obtain a high-quality sleeve [2].

Разработанный в России новый процесс винтовой прокатки [3] также не решает вопросы получения качественной заготовки. Вследствие того, что " деформация идет преимущественно за счет сдвиговых перемещений и сопровождается минимальным развитием растягивающих напряжении" [4], не удается полностью устранить дефекты литой структуры, а за счет растягивающих напряжений происходит дополнительное разрыхление центральной части прокатанной заготовки. Так, после прокатки циркониевых слитков на стане СВП-500, изготовленном для реализации способа [3], заготовки имели поры по всему сечению и длине (фиг. 1), а у изготовленные из них трубы были забракованы по несплошности. The new screw rolling process developed in Russia [3] also does not solve the problems of obtaining high-quality billets. Due to the fact that “deformation occurs mainly due to shear displacements and is accompanied by a minimal development of tensile stresses” [4], it is not possible to completely eliminate defects in the cast structure, and due to tensile stresses, additional loosening of the central part of the rolled billet occurs. So, after rolling zirconium ingots at the mill SVP-500, manufactured to implement the method [3], the workpieces had pores along the entire cross section and length (Fig. 1), and the pipes made from them were rejected by discontinuity.

Известен способ получения заготовок круглого профиля ковкой и прокаткой с целью повышения качества заготовок за счет улучшения механических свойств и уменьшения анизотропии металла. Данный способ включает многопроходную протяжку исходной заготовки плоскими бойками с подачей под острым углом к их фронтальной плоскости и кантовками на 180 и 90o поочередно с относительным обжатием ее в каждом из проходов на 5-30o до получения заготовки прямоугольного, преимущественно квадратного сечения, которую затем подвергают деформированию с величиной укова 1,3 - 1,7 до получения заготовки круглого сечения и последующей винтовой прокатке со степенью деформации 10-50% за проход [5].A known method of producing round billets forging and rolling in order to improve the quality of the billets by improving the mechanical properties and reducing the anisotropy of the metal. This method includes multi-pass broaching of the initial workpiece with flat strikers with an acute angle feed to their frontal plane and 180 ° and 90 ° tilting alternately with relative compression in each pass at 5-30 ° until a rectangular, mainly square section billet is obtained, which then subjected to deformation with a magnitude of yoke 1.3 - 1.7 to obtain a round billet and subsequent screw rolling with a degree of deformation of 10-50% per pass [5].

Однако указанным способом не удается добиться однородной структуры изделий из циркониевых сплавов вследствие склонности данных сплавов к полиморфным превращениям при температурах горячей обработки (900-1070oC). При реализации многочисленных, растянутых по времени процессов ковки и протяжки происходит деформация одного из концов слитка или поковок в области существования бета-циркония, а противоположного - в (бета + альфа)-циркония. Кроме того, многочисленные нагревы и подогревы приводят к значительному окислению циркониевых сплавов, так как нагрев циркония на воздухе приводит к насыщению поверхности кислородом и азотом, затем эти примеси диффундируют в металл, что снижает вязкость металла и его коррозионную стойкость.However, this method cannot achieve a homogeneous structure of products made of zirconium alloys due to the tendency of these alloys to polymorphic transformations at hot working temperatures (900-1070 o C). When numerous forging and drawing processes are implemented over time, one of the ends of the ingot or forgings is deformed in the region of beta-zirconium, and the opposite - in (beta + alpha) -zirconium. In addition, numerous heating and heating lead to a significant oxidation of zirconium alloys, since heating zirconium in air leads to saturation of the surface with oxygen and nitrogen, then these impurities diffuse into the metal, which reduces the viscosity of the metal and its corrosion resistance.

Известна технологическая схема изготовления труб из сплава Zr-1,0 Nb с 0,099% O2 (фирмой Sumitomo Metal Industries [6]. Данная схема включает: ковку, формование заготовки; горячее прессование при Т=700oC; прокатку; вакуумный отжиг при Т=730oC; прокатку на ХПТР; окончательный вакуумный отжиг при Т= 480oC; правку; контроль, испытания.A known technological scheme for the manufacture of pipes from Zr-1.0 Nb alloy with 0.099% O 2 (Sumitomo Metal Industries company [6]. This scheme includes: forging, molding of the workpiece; hot pressing at T = 700 o C; rolling; vacuum annealing at T = 730 o C; rolling at KhTR; final vacuum annealing at T = 480 o C; editing; control, testing.

Однако низкая температура окончательного отжига, как отмечают и исследователи, приводит к низкой пластичности и невозможности получения металла труб с полностью рекристаллизованном структурным состоянием. However, the low temperature of the final annealing, as the researchers note, leads to low ductility and the inability to obtain pipe metal with a fully recrystallized structural state.

Известен способ получения изделий из циркониевых сплавов, используемых в активной зоне атомных реакторов, включающий изготовление слитка, предварительную бета-обработку, получение заготовки путем горячего формования слитка при температуре существования альфа-циркония, отжиг при температуре от 380 до 650oC, холодное формование заготовки с промежуточными отжигами при температуре существования альфа-циркония и доводку заготовки до получения готового изделия.A known method of producing products from zirconium alloys used in the active zone of nuclear reactors, including the manufacture of an ingot, pre-beta processing, obtaining a workpiece by hot forming an ingot at a temperature of alpha-zirconium, annealing at a temperature of from 380 to 650 o C, cold forming of the workpiece with intermediate annealing at the temperature of existence of alpha zirconium and fine-tuning the workpiece to obtain the finished product.

А также способы, отличающиеся от предыдущего тем, что: после бета-обработки перед горячим формованием слитка заготовку отжигают при температуре от 380 до 650oC; перед отжигом после горячего формования заготовку подвергают закалке при температуре от 920 до 1070oC, при этом указанный отжиг осуществляют при температуре от 380 до 520oC; закалку осуществляют со скоростью от 60 до 1000oC/с [7].As well as methods that differ from the previous one in that: after beta treatment before hot forming of the ingot, the workpiece is annealed at a temperature of from 380 to 650 o C; before annealing after hot molding, the preform is quenched at a temperature of from 920 to 1070 o C, while the specified annealing is carried out at a temperature of from 380 to 520 o C; hardening is carried out at a speed of from 60 to 1000 o C / s [7].

Однако, используя вышеизложенные способы, невозможно получить изделия с однородным структурным состоянием, так, при температуре отжига 550-650oC в структуре сплава Zr-1,3Sn-1,0Nb-0,5Fe образуются строчки интерметаллидов, что сопровождается значительным падением вязкости и пластичности [8]. Проведение отжига заготовки при температуре 380-650oC после бета-обработки перед горячим формованием слитка, как предлагается в вышеизложенном изобретении, не может позволить увеличить запас пластичности и вязкости вследствие отсутствия значительных изменений структурного состояния сплавов, поскольку температура бета-обработки намного превышает температурный диапазон предлагаемого отжига. Для осуществления закалки заготовки после горячего формования необходимо создавать дополнительное специализированное оборудование. Применение закалки при температуре до 1070oC приводит к резкому увеличению величины зерна (фиг. 3.), что в свою очередь снижает технологичность сплавов при последующей холодной деформации. Кроме того, вышеперечисленные способы не позволяют получать высокий выход годной продукции, как из-за низкой технологичности сплавов, так и из-за исходной пористости слитков, особенно из многокомпонентных циркониевых сплавов, которая наследственно сохраняется и не устраняется вышеизложенными способами.However, using the above methods, it is impossible to obtain products with a homogeneous structural state, for example, at an annealing temperature of 550-650 o C in the structure of the Zr-1,3Sn-1,0Nb-0,5Fe alloy lines of intermetallides are formed, which is accompanied by a significant decrease in viscosity and ductility [8]. Carrying out annealing of the workpiece at a temperature of 380-650 o C after beta treatment before hot forming of the ingot, as proposed in the above invention, cannot allow an increase in the ductility and viscosity due to the absence of significant changes in the structural state of the alloys, since the temperature of the beta treatment far exceeds the temperature range proposed annealing. To carry out the hardening of the workpiece after hot molding, it is necessary to create additional specialized equipment. The use of quenching at temperatures up to 1070 o C leads to a sharp increase in grain size (Fig. 3.), which in turn reduces the manufacturability of alloys during subsequent cold deformation. In addition, the above methods do not allow to obtain a high yield of products, both due to the low manufacturability of the alloys, and because of the initial porosity of the ingots, especially from multicomponent zirconium alloys, which is hereditarily preserved and not eliminated by the above methods.

Целью изобретения является устранение наследственной неоднородности слитков из циркониевых сплавов в процессе изготовления из них готовых изделий, повышение качества готовых изделий. The aim of the invention is to eliminate the hereditary heterogeneity of the ingots of zirconium alloys in the manufacturing process of them finished products, improving the quality of finished products.

Цель достигается тем, что в известный способ, заключающийся в изготовлении слитка, получении из него горячим формованием с промежуточной термообработкой заготовки, которую затем путем многостадийной холодной обработки, промежуточных и окончательного отжига доводят до готового изделия, вводят следующие операции:
- из слитка горячим формованием, например прокаткой или ковкой, при температуре существования бета-циркония или (альфа+бета)- циркония изготавливают исходную заготовку;
- из исходной заготовки горячим формованием, например выдавливанием или объемной ковкой, в температурной альфа- или (альфа+бета) области получают промежуточную заготовку ;
- промежуточную заготовку разделяют на мерные заготовки;
- мерную заготовку закаливают путем нагрева до температуры, на 30-60oC превышающей точку фазового перехода из промежуточной (альфа+бета)-области в бета-область циркония, и последующего охлаждения в воде;
- из закаленной мерной заготовки изготавливают механическим способом заготовку для горячего формования;
- заготовку для горячего формования подвергают отпуску при температуре существования альфа-циркония;
- из отпущенной заготовки горячим формованием при температуре существования альфа- или (альфа+бета)-циркония получают заготовку (гильзу или пруток);
- заготовку отжигают при температуре существования альфа- или (альфа + бета)-циркония, а затем подвергают многостадийной холодной обработке.
The goal is achieved by the fact that in the known method, which consists in manufacturing an ingot, obtaining from it hot molding with intermediate heat treatment of the workpiece, which is then brought to the finished product by multi-stage cold processing, intermediate and final annealing, the following operations are introduced:
- from the ingot by hot molding, for example by rolling or forging, at the temperature of existence of beta-zirconium or (alpha + beta) - zirconium, the initial preform is made;
- from the initial billet by hot molding, for example by extrusion or volume forging, in the temperature alpha or (alpha + beta) region, an intermediate billet is obtained;
- the intermediate blank is divided into measured blanks;
- the measured workpiece is quenched by heating to a temperature 30-60 ° C higher than the phase transition point from the intermediate (alpha + beta) region to the beta region of zirconium, and subsequent cooling in water;
- from a hardened measured billets, a billet for hot molding is made mechanically;
- the preform for hot molding is subjected to tempering at the temperature of existence of alpha zirconium;
- from the tempered billet by hot molding at the temperature of existence of alpha or (alpha + beta) zirconium, a billet (sleeve or bar) is obtained;
- the preform is annealed at the temperature of existence of alpha - or (alpha + beta) -zirconium, and then subjected to multi-stage cold processing.

Как показали результаты испытаний, при указанной последовательности операций, соблюдении температурных режимов горячей обработки и закалки, отпуска, отжига исходная неоднородная структура слитка превращается в однородную структуру выдавленной трубы или прутка, что положительно влияет на качество готовых изделий. As the test results showed, with the indicated sequence of operations, observing the temperature conditions of hot processing and hardening, tempering, annealing, the initial heterogeneous structure of the ingot turns into a homogeneous structure of an extruded pipe or bar, which positively affects the quality of the finished product.

Этому в значительной мере способствуют последовательные, следующие друг за другом операции горячего формования заготовок, что само по себе является неожиданным и подтверждается отсутствием таких сведений в патентной и научно-технической литературе. This is greatly facilitated by successive, successive operations of hot forming of blanks, which in itself is unexpected and is confirmed by the lack of such information in the patent and scientific literature.

Предложенный способ за счет применения горячего формования поковок или прокатанных штанг, при котором реализуется деформационная схема всестороннего сжатия, с последующей их закалкой и отпуском устраняет наследственную неоднородность структурного состояния слитка после его выплавки и последующей горячей прокатки или ковки, что обеспечивает высокую технологичность сплавов при механической обработке заготовки до размеров готового изделия и повышает качество выпускаемой продукции. The proposed method due to the use of hot forming of forgings or rolled rods, in which a comprehensive compression deformation scheme is implemented, followed by quenching and tempering eliminates the hereditary heterogeneity of the structural state of the ingot after its smelting and subsequent hot rolling or forging, which ensures high processability of alloys during machining blanks to the size of the finished product and improves the quality of products.

Пример 1. Из сплава, содержащего, мас.%: ниобий 2,5; цирконий остальное, изготавливали слиток ф450 мм. Слиток подвергали ковке при температуре от 1070 до 950oC в размер фЗ10 мм. Из поковки изготавливали заготовки ф298х346 мм. Заготовки подвергали горячему выдавливанию при температуре от 580 до 780oC с получением прутков ф114 мм. Прутки разрезали на мерные заготовки и подвергали закалке: проводили нагрев заготовок до температуры 900-920oC (температура полиморфного превращения сплава Тпп=860-870oC) и закаливали в воду. Затем изготавливали заготовки механическим способом в размер ф109х22,5х171 мм для горячего выдавливания. Полученные заготовки подвергали отпуску при температуре 560 - 580oC. После чего заготовки выдавливали при температуре 580 - 780oC в размер ф41х22 мм. Выдавленные заготовки после проведения операции отжига при температуре 560-580oC подвергали холодной деформации на станах холодной прокатки труб с промежуточными отжигами при температуре 560- 580oC. Окончательный отжиг после последней холодной прокатки проводили: для получения труб в частично рекристаллизованном состоянии при температуре 500 - 540oC в полностью рекристаллизованном состоянии - при температуре 540 - 580oC. Отожженные трубы подвергали отделочным операциям для получения готовых труб наружным диаметром 12 мм с внутренним диаметром 6,5 мм.Example 1. From an alloy containing, wt.%: Niobium 2.5; zirconium the rest, an ingot of 450 mm was made. The ingot was forged at a temperature of 1070 to 950 o C in the size fZ10 mm From forgings, blanks f298x346 mm were made. The billets were subjected to hot extrusion at a temperature of from 580 to 780 o C to obtain rods f114 mm The rods were cut into dimensional blanks and quenched: the blanks were heated to a temperature of 900–920 ° C (temperature of the polymorphic transformation of the alloy T PP = 860–870 ° C) and quenched in water. Then, blanks were made mechanically in the size f109x22.5x171 mm for hot extrusion. The obtained preforms were tempered at a temperature of 560 - 580 o C. After that, the preforms were extruded at a temperature of 580 - 780 o C to a size of 41x22 mm. The extruded billets after annealing at a temperature of 560-580 o C were subjected to cold deformation on cold rolling mills with intermediate annealing at a temperature of 560-580 o C. The final annealing after the last cold rolling was carried out: to obtain pipes in a partially recrystallized state at a temperature of 500 - 540 o C in a fully recrystallized state - at a temperature of 540 - 580 o C. The annealed tube was subjected to finishing operations to produce finished tubes of 12 mm outer diameter with an inner diameter of 6.5 m.

Пример 2. Способ осуществляли аналогично примеру 1. Отличие состоит в том, что:
- сплав содержал 1,0 мас.% ниобия;
- слиток подвергали винтовой прокатке при температуре 1050-1070oC;
- заготовку подвергали закалке: проводили нагрев заготовок до температуры 920-940oC и закаливали в воду (Тпп880 - 890oC);
- заготовки для горячего выдавливания изготавливали ф109х26х186 мм;
- заготовки подвергали горячему выдавливанию при температуре 580-700oC в размер ф41х25 мм;
- готовые трубы имели размеры: диаметр 13,58 мм с толщиной стенки 0,97 мм.
Example 2. The method was carried out analogously to example 1. The difference is that:
- the alloy contained 1.0 wt.% niobium;
- the ingot was subjected to screw rolling at a temperature of 1050-1070 o C;
- the preform was quenched: the preforms were heated to a temperature of 920-940 o C and quenched in water (T PP 880 - 890 o C);
- blanks for hot extrusion were made f109h26h186 mm;
- the workpiece was subjected to hot extrusion at a temperature of 580-700 o C in the size f41x25 mm;
- the finished pipes had dimensions: diameter 13.58 mm with a wall thickness of 0.97 mm.

Пример 3. Способ осуществляли аналогично примеру 1. Отличие состоит в том, что:
- сплав содержал, мас.% 1,0 ниобия; 1,3 олова; 0,5 железа; цирконий остальное;
- слиток подвергали винтовой прокатке при температуре 1050-1070oC;
- заготовку подвергали закалке: проводили нагрев заготовок до температуры 940-960oC и закаливали в воду (Tпп=900-910oC);
- заготовки для горячего выдавливания изготавливали ф109х26х186 мм;
- заготовки подвергали горячему выдавливанию при температуре 600-700oC в размер ф41х25 мм;
- выдавленные заготовки, после проведения отжига при температуре 560-620oC, подвергали холодной деформации на станах холодной прокатки труб с промежуточными отжигами при температуре 560-620oC;
- отожженные трубы подвергали отделочным операциям для получения готовых труб размером: диаметром 9,13 мм с толщиной стенки 0,75 мм.
Example 3. The method was carried out analogously to example 1. The difference is that:
- the alloy contained, wt.% 1,0 niobium; 1.3 tin; 0.5 iron; zirconium rest;
- the ingot was subjected to screw rolling at a temperature of 1050-1070 o C;
- the preform was quenched: the preforms were heated to a temperature of 940-960 o C and quenched in water (T PP = 900-910 o C);
- blanks for hot extrusion were made f109h26h186 mm;
- the workpiece was subjected to hot extrusion at a temperature of 600-700 o C in the size f41x25 mm;
- extruded billets, after annealing at a temperature of 560-620 o C, were subjected to cold deformation on cold rolling mills with intermediate annealing at a temperature of 560-620 o C;
- annealed pipes were subjected to finishing operations to obtain finished pipes with a size of 9.13 mm in diameter and a wall thickness of 0.75 mm.

Пример 4. Способ осуществляли аналогично примеру 1. Отличие состоит в том, что:
- заготовки для горячего выдавливания изготавливали ф109 мм;
- горячее выдавливание производили в размер ф25 мм;
- окончательный отжиг холоднодеформированных прутков проводили при температуре 540-580oC;
- отожженные прутки подвергали отделочным операциям для получения готовых прутков ф12 мм.
Example 4. The method was carried out analogously to example 1. The difference is that:
- blanks for hot extrusion were made f109 mm;
- hot extrusion was made in the size f25 mm;
- the final annealing of cold-deformed rods was carried out at a temperature of 540-580 o C;
- annealed rods were subjected to finishing operations to obtain finished bars f12 mm

На фиг. 1 представлены макро- и микроструктура заготовок из сплава циркония с 1,0%Nb полученных по существующему способу с применением винтовой прокатки на стане СВП; на фиг. 2 - заготовок из сплава циркония с 1,0%Nb полученных по предложенному способу. Структура заготовок на фиг. 2 однородная по длине и сечению; исходная пористость заготовок устраняется после двойной горячей обработки выдавливанием, в отличие от структуры, представленной на фиг.1. In FIG. 1 shows the macro- and microstructure of zirconium alloy preforms with 1.0% Nb obtained by the existing method using screw rolling at the SVP mill; in FIG. 2 - blanks from an alloy of zirconium with 1.0% Nb obtained by the proposed method. The structure of the blanks in FIG. 2 uniform in length and cross section; the initial porosity of the preforms is eliminated after double hot extrusion, in contrast to the structure shown in figure 1.

Существующий режим нагрева под закалку выше температуры полиморфного превращения сплавов на 130-200oC приводит к значительному росту зерна (фиг. 3), величина зерна равна 0,51-0,92 мм.The existing heating mode for quenching above the temperature of polymorphic transformation of alloys at 130-200 o C leads to a significant increase in grain (Fig. 3), the grain size is 0.51-0.92 mm

Предложенный температурный диапазон нагрева заготовок под закалку выше на 30-60oC температуры полиморфного превращения, обеспечивает полную фазовую перекристаллизацию сплавам с приведением их в структурное состояние мартенситного типа с мелкозернистой (величина зерна 0,16-0,22 мм) макроструктурой и с максимальным растворением интерметаллидных и примесных фаз, с фиксированием в пресыщенном твердом растворе примесных и легирующих элементов (фиг.4).The proposed temperature range for heating billets for quenching is 30-60 ° C higher than the polymorphic transformation temperature, provides complete phase recrystallization of the alloys with their reduction to the martensitic type with a fine-grained (grain size 0.16-0.22 mm) macrostructure and with maximum dissolution intermetallic and impurity phases, with fixation in a saturated solid solution of impurity and alloying elements (figure 4).

В таблице представлены результаты замера твердости заготовок из сплава содержащего, мас. % 1,0: ниобия; 1,3 олова; 0,5 железа; цирконий остальное, полученных различными способами. Разброс значений твердости заготовок, полученных по предложенному способу, не превышает 3 ед., в отличие от заготовок, полученных по существующей технологии, где разброс достигает 12 ед. The table presents the results of measuring the hardness of the workpieces from an alloy containing, by weight. % 1.0: niobium; 1.3 tin; 0.5 iron; zirconium else obtained in various ways. The spread of hardness values of the billets obtained by the proposed method does not exceed 3 units, in contrast to the billets obtained by the existing technology, where the spread reaches 12 units.

Заявляемый способ проходит промышленные испытания на АО "Чепецкий механический завод". The inventive method passes industrial tests at JSC "Chepetsk Mechanical Plant".

Источники информации. Sources of information.

1. Тетерин П.К. Теория поперечной и винтовой прокатки. -М.: Металлургия, 1980, с.47-53. 1. Teterin P.K. Theory of cross and helical rolling. -M .: Metallurgy, 1980, p. 47-53.

2. Производство труб. Материалы конференции, проведенной Обществом немецких металлургов совместно с Домом техники г. Эссена.- М.: Металлургия, 1980, с.38- 41). 2. Pipe production. Materials of the conference held by the Society of German Metallurgists in conjunction with the House of Technology in Essen.- M .: Metallurgy, 1980, p. 38-41).

З. Потапов И.Н., Полухин П.И. Новая технология винтовой прокатки. -М.: Металлургия, 1975. Z. Potapov I.N., Polukhin P.I. New screw rolling technology. -M .: Metallurgy, 1975.

4. Потапов И.Н., Ефименко С.П. Теория производства бесшовных и сварных труб. Раздел: Винтовая прокатка. МИСИС, М., 1984 с.87. 4. Potapov I.N., Efimenko S.P. Theory of production of seamless and welded pipes. Section: Screw rolling. MISIS, M., 1984 p. 87.

5. А.с. N 584953, кл. B 21 J 5/00, Бюл.N 13, 1992. 5. A.S. N 584953, cl. B 21 J 5/00, Bull. No. 13, 1992.

6. Займовский А.С., Никулина А.В., Решетников Н.Г., Циркониевые сплавы в ядерной энергетике. -М.: Энергоатомиздат, 1994, с. З6. 6. Zaimovsky A.S., Nikulina A.V., Reshetnikov N.G., Zirconium alloys in nuclear energy. -M .: Energoatomizdat, 1994, p. Z6.

7. Патент N 2032760 на изобретение: " Способ получения изделий из циркониевых сплавов", C 22 F 1/18, Бюл. N 10 10.04.95. 7. Patent N 2032760 for the invention: "A method of obtaining products from zirconium alloys", C 22 F 1/18, Bull. N 10 04/10/95.

8. Никулин С.А., Маркелов В.А. и др. Изменение микроструктуры и механических свойств при отжиге закаленного сплава Zr-1,3%Sn-1,0Nb-0,4%Fe. Российская Академия наук, "Металлы", N 1, 1995, М.: Наука. 8. Nikulin S.A., Markelov V.A. et al. Changes in the microstructure and mechanical properties during annealing of the hardened alloy Zr-1.3% Sn-1.0Nb-0.4% Fe. Russian Academy of Sciences, "Metals", N 1, 1995, M .: Science.

Claims (1)

Способ получения изделий из циркониевых сплавов, включающий изготовление слитка, получение их него горячим формованием с промежуточной термообработкой заготовки, механическую обработку заготовки до размеров готового изделия путем многостадийной холодной обработки с промежуточными и окончательными отжигами, отличающийся тем, что первоначально из слитка горячим формованием при температуре существования бета- или (альфа + бета)-циркония изготавливают исходную заготовку, из которой горячим формованием в температурной (альфа + бета)-области получают промежуточную заготовку, закаливают изготовленную из нее мерную заготовку при температуре, на 30 - 60oС превышающей температуру точки перехода сплава из промежуточной (альфа + бета)-области в бета-область циркония, производят отпуск закаленной мерной заготовки при температуре существования альфа-циркония, после чего горячим формованием при температуре существования альфа- или (альфа + бета)-циркония получают заготовку, которую затем отжигают при температуре существования альфа- или (альфа + бета)-циркония и подвергают механической многостадийной обработке.A method of obtaining products from zirconium alloys, including the manufacture of an ingot, its production by hot molding with intermediate heat treatment of the workpiece, machining of the workpiece to the dimensions of the finished product by multi-stage cold treatment with intermediate and final annealing, characterized in that it is initially made from an ingot by hot molding at a temperature of existence beta or (alpha + beta) -zirconium make the initial blank, from which by hot molding in temperature (alpha + beta) -obl They obtain an intermediate billet, quenched a measured billet made from it at a temperature of 30-60 ° C higher than the temperature of the transition point of the alloy from the intermediate (alpha + beta) region to the beta region of zirconium, tempered billets are tempered at the alpha zirconium, after which by hot molding at the temperature of existence of alpha or (alpha + beta) zirconium, a preform is obtained, which is then annealed at the temperature of existence of alpha or (alpha + beta) zirconium and subjected to mechanical multi-stage processing.
RU96117993/02A 1996-09-10 1996-09-10 Method for producing articles from zirconium alloys RU2110600C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU96117993/02A RU2110600C1 (en) 1996-09-10 1996-09-10 Method for producing articles from zirconium alloys

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU96117993/02A RU2110600C1 (en) 1996-09-10 1996-09-10 Method for producing articles from zirconium alloys

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2110600C1 true RU2110600C1 (en) 1998-05-10
RU96117993A RU96117993A (en) 1998-11-10

Family

ID=20185271

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU96117993/02A RU2110600C1 (en) 1996-09-10 1996-09-10 Method for producing articles from zirconium alloys

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2110600C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021133194A1 (en) 2019-12-26 2021-07-01 Акционерное Общество "Твэл" Method of manufacturing tubular products from a zirconium alloy
WO2021133195A1 (en) 2019-12-26 2021-07-01 Акционерное Общество "Твэл" Method of producing tubular products from a zirconium-based alloy
WO2021133196A1 (en) 2019-12-26 2021-07-01 Акционерное Общество "Твэл" Method of manufacturing tubular products from a zirconium alloy

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
RU, патент 2032760 С1 (Всероссийский НИИ неорганических материалов им.акад.А.А.Бочвара), 19.06.95, C 22 F 1/18. *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021133194A1 (en) 2019-12-26 2021-07-01 Акционерное Общество "Твэл" Method of manufacturing tubular products from a zirconium alloy
WO2021133195A1 (en) 2019-12-26 2021-07-01 Акционерное Общество "Твэл" Method of producing tubular products from a zirconium-based alloy
WO2021133196A1 (en) 2019-12-26 2021-07-01 Акционерное Общество "Твэл" Method of manufacturing tubular products from a zirconium alloy
CN113316490A (en) * 2019-12-26 2021-08-27 Tvel股份公司 Method for manufacturing zirconium-based alloy pipe
CN113316489A (en) * 2019-12-26 2021-08-27 Tvel股份公司 Method for manufacturing zirconium alloy tubular product

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5861070A (en) Titanium-aluminum-vanadium alloys and products made using such alloys
US8048240B2 (en) Processing of titanium-aluminum-vanadium alloys and products made thereby
CN107553074B (en) Manufacturing method of UNS N08810 iron-nickel based alloy large-caliber seamless pipe for high-temperature heating furnace
US4690716A (en) Process for forming seamless tubing of zirconium or titanium alloys from welded precursors
KR910009976B1 (en) Method for manufacturing tubes
MXPA97002792A (en) Procedure for manufacturing steel tubes without cost
CN117867308B (en) High-strength TA18 seamless titanium alloy and production method of large-caliber thin tube thereof
CN114101372A (en) High-strength TC18 titanium alloy seamless pipe efficient low-cost preparation method
CN114015847A (en) Method for producing 45 steel for direct cutting by controlled rolling and controlled cooling process
CN105441713A (en) A titanium alloy seamless tube and a manufacturing method thereof
CN112808910B (en) Forging method for improving percent of pass of large-wall-thickness 5754 aluminum alloy forge piece
CN114346137A (en) Hot processing preparation method of large-size titanium alloy bar with uniform thin banded structure
CN112536406B (en) Forging drawing method for avoiding surface cracking
CN117415262A (en) Preparation method and product of TC18 titanium alloy die forging with high ultrasonic flaw detection grade
RU2110600C1 (en) Method for producing articles from zirconium alloys
CA2283186C (en) Method for producing tubing products based on zircon alloys
SU1087078A3 (en) Method for making section stock from low-alloy dispersion-solidifiyng steels
JPS6135249B2 (en)
KR20220023763A (en) Manufacturing method of zirconium alloy pipe
JP4182556B2 (en) Seamless steel pipe manufacturing method
CN116673431B (en) Method for producing bar-to-fastener
RU2262401C1 (en) Hot rolled tube production process
JPH0547603B2 (en)
JPH02112804A (en) Production of seamless pipe consisting of alpha+beta type titanium alloy
RU2125916C1 (en) Method for making articles of zirconium and titanium alloys

Legal Events

Date Code Title Description
MZ4A Patent is void

Effective date: 20070502