RU2240188C1 - Способ получения трубных заготовок из цирконий-ниобиевых сплавов - Google Patents
Способ получения трубных заготовок из цирконий-ниобиевых сплавов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2240188C1 RU2240188C1 RU2003106525/02A RU2003106525A RU2240188C1 RU 2240188 C1 RU2240188 C1 RU 2240188C1 RU 2003106525/02 A RU2003106525/02 A RU 2003106525/02A RU 2003106525 A RU2003106525 A RU 2003106525A RU 2240188 C1 RU2240188 C1 RU 2240188C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- zirconium
- ingot
- blanks
- tube blanks
- range
- Prior art date
Links
Landscapes
- Forging (AREA)
Abstract
Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при получении трубных заготовок для многостадийной холодной прокатки трубных конструкционных элементов активной зоны атомных реакторов. Производят формоизменение слитка в пруток в области существования β- и α+β-циркония с коэффициентом уменьшения площади поперечного сечения исходного слитка в пределах 8,5-13,5. После термической обработки и последующей механической обработки полученного прутка в нем высверливают центральное отверстие. Затем посредством прессования получают трубную заготовку. В результате обеспечивается проработка литой структуры и залечивание пор металлургического происхождения при минимальных потерях на стадии механической обработки заготовок. 1 табл.
Description
Изобретение относится к области обработки металлов давлением, в частности, к способу получения трубных заготовок для многостадийной холодной прокатки трубных конструкционных элементов активной зоны атомных реакторов.
К трубам из циркониевых сплавов, используемым в качестве конструкционных элементов активной зоны атомных реакторов, предъявляются высокие требования по сплошности, геометрическим размерам и механическим свойствам.
Выполнение предъявляемых требований зависит от проработки литой структуры и залечивания пор металлургического происхождения, технологичности сплава при холодной прокатке и в значительной степени определяется температурно-деформационными параметрами на стадии формирования слитка в пруток.
Известен способ получения трубных заготовок из сплавов Циркалой-2 и Циркалой-4, регламентирующий температурно-деформационные параметры на стадии обработки слитка в пруток [FR 2584097, С 22 F1/18, С 22 С 16/00, G 21 С 3/08, 02.01.87].
Данный способ относится к сплавам Циркалой-2 и Циркалой-4, которые, вследствие особенностей химического состава, обладают высокой температурной областью существования α-циркония, что позволяет проводить деформационную обработку полуфабрикатов при температурах до 790°С с достаточными для промышленной применимости величинами деформации на стадии обработки слитка в пруток. Для цирконий-ниобиевых сплавов область существования α-циркония является низкотемпературной и ограничивается температурными значениями 590-650°С. Низкие температурные значения, ограничивающие область существования α-циркония для цирконий-ниобиевых сплавов, ограничивают и возможность ее промышленного применения для деформационной обработки. В низкотемпературной α-области происходит снижение диффузионной подвижности атомов, затормаживание процессов динамической рекристаллизации, увеличение плотности дислокации, сопротивления пластической деформации и интенсивное упрочнение цирконий-ниобиевых сплавов.
Известен способ, включающий формоизменение слитков ковкой, когда цирконий находится в α+β- или β-фазе, термическую обработку, механическую обработку, высверливание центрального отверстия и прессование трубных заготовок [А.С.Займовский, А.В.Никулина, Н.Г.Решетников. Циркониевые сплавы в атомной энергетике. - М.: Энергоиздат, 1981, с.59-63]. Данный способ выбран авторами за прототип. К недостаткам данного способа относится отсутствие регламентации деформационных параметров обработки, без чего не может быть достигнуто решение задач предлагаемого способа.
Предлагаемый способ решает задачи проработки литой структуры и залечивания пор металлургического происхождения при минимизации удельной доли потерь на стадии механической обработки заготовок для прессования и высоких технико-экономических показателях производства трубных заготовок из цирконий-ниобиевых сплавов.
При проведении промышленных испытаний установлено, что с увеличением площади поперечного сечения (уменьшением коэффициента вытяжки) горячедеформированных прутков уменьшается доля потерь, приходящаяся на удаление механической обработкой некондиционного газонасыщенного поверхностного слоя, образующегося при горячем формоизменении слитка по отношению к исходной площади поперечного сечения прутков. Кроме того, с уменьшением деформации, уменьшается температурно-временной диапазон горячей обработки, что при высокой активности цирконий-ниобиевых сплавов, позволяет уменьшить насыщение сплавов газовыми составляющими атмосферы (N, Н, О) и уменьшить последующие потери, приходящиеся на удаление некондиционного слоя. При этом деформация с коэффициентами вытяжки менее 8,5 не обеспечивает достаточной проработки исходной литой структуры слитков и залечивание пор металлургического происхождения.
С уменьшением площади поперечного сечения (увеличением коэффициента вытяжки) горячедеформированных прутков увеличивается проработка литой структуры и залечивание пор металлургического происхождения.
Деформация слитков с коэффициентами вытяжки более 13,5 экономически нецелесообразна, так как, при достаточной проработке структуры, приводит к увеличенным потерям переводимого в стружку металла.
Решение поставленной задачи заключается в оптимизации деформационных параметров обработки, обеспечивающих при минимальных потерях достаточность проработки литой структуры, залечивание пор металлургического происхождения и высокую технологичность цирконий-ниобиевых сплавов при последующей обработке. Это достигается тем, что в известном способе изготовления заготовок из циркониевых сплавов, включающем деформацию слитка в пруток в области существования β- и α+β-циркония, термическую обработку, механическую обработку, высверливание центрального отверстия и прессование трубных заготовок, формоизменяющую обработку слитка из цирконий-ниобиевых сплавов в пруток проводят с коэффициентом уменьшения площади поперечного сечения μ=8,5-13,5.
К общим признакам предлагаемого способа и прототипа относится формоизменение слитка в пруток в температурном диапазоне существования β- и α+β-циркония с последующей термической обработкой, механической обработкой, высверливанием центрального отверстия и прессованием трубных заготовок.
К отличительным признакам предлагаемого способа и прототипа относится проведение операции формоизменения слитка в пруток с коэффициентом уменьшения площади поперечного сечения μ=8,5-13,5.
Использование предлагаемого технического решения позволяет повысить технико-экономические показатели производства и качество заготовок из цирконий-ниобиевых сплавов путем оптимизации температурно-деформационных параметров обработки, при которых уменьшается насыщение сплавов газовыми составляющими атмосферы (N, Н, О) и удельная доля потерь, приходящаяся на удаление механической обработкой некондиционного газонасыщенного слоя, по отношению к исходной площади поперечного сечения прутков.
При анализе патентной и научно-технической информации способов получения трубных заготовок из цирконий-ниобиевых сплавов, обладающих совокупностью всех существенных признаков заявляемого технического решения, не установлено.
Пример осуществления способа.
Предлагаемый способ проверен при изготовлении оболочечных труб из сплава Цирконий - 1 мас.% ниобия и реализован следующим образом.
Ковку слитка из сплава Цирконий - 1 мас.% ниобия проводили в β-области (в диапазоне 860-980°С) в квадрат 154×154 мм, затем в α+β-области (в диапазоне 700-850°С) через восьмигранник вкруг ⌀154 мм. Коэффициент уменьшения площади поперечного сечения составил μ=8,5. После термической обработки и резки на части, кратные длине заготовки, проводили механическую обработку наружной поверхности, с целью удаления некондиционного слоя, и высверливание центрального отверстия.
Прессование заготовок проводили после нагрева до 630-670°С с коэффициентом уменьшения площади поперечного сечения μ=11,0.
Сравнительный анализ проводили в отношении характеристик технологичности и выхода годного полуфабрикатов базовой технологии изготовления оболочечных труб из сплава Цирконий - 1 мас.% ниобия, существующей на ОАО ЧМЗ, которая по всем признакам совпадает со способом прототипом.
Технологичность оценивали по параметрам горячепрессованных труб, характеризующим последующую пластичность, или способность сплава к холодной прокатке без разрушения сплошности, а именно, по результатам испытаний на растяжение ГОСТ 1497-84 и на ударный изгиб ГОСТ 9454-78.
Результаты сравнительного анализа механических свойств трубных заготовок, изготовленных по предлагаемому способу и базовому способу (прототипу), приведены в таблице.
Горячедеформированные полуфабрикаты, изготовленные предлагаемым способом, характеризуются более высокими значениями относительного удлинения и ударной вязкости, а следовательно, и большей технологичностью при последующей холодной прокатке, по сравнению с аналогичными параметрами сплава базовой технологии (прототипа).
При изготовлении трубных заготовок из цирконий-ниобиевых сплавов по предлагаемому способу по сравнению с прототипом выход годной продукции увеличивается на 6-8%.
Увеличение характеристик технологичности горячедеформированных полуфабрикатов позволяет в 1,4-1,5 раза увеличить величину деформации холодной прокаткой.
В настоящее время на предприятии ОАО ЧМЗ проходят опытно-промышленные испытания по изготовлению изделий и полуфабрикатов из цирконий-ниобиевых сплавов с использованием предлагаемого способа.
Claims (1)
- Способ получения трубных заготовок из цирконий-ниобиевых сплавов, включающий формоизменение слитка в пруток в области существования β- и α+β-циркония, термическую обработку, механическую обработку, высверливание центрального отверстия и прессование трубных заготовок, отличающийся тем, что формоизменение слитка в пруток проводят с коэффициентом уменьшения площади поперечного сечения исходного слитка в пределах 8,5-13,5.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003106525/02A RU2240188C1 (ru) | 2003-03-07 | 2003-03-07 | Способ получения трубных заготовок из цирконий-ниобиевых сплавов |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003106525/02A RU2240188C1 (ru) | 2003-03-07 | 2003-03-07 | Способ получения трубных заготовок из цирконий-ниобиевых сплавов |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2240188C1 true RU2240188C1 (ru) | 2004-11-20 |
RU2003106525A RU2003106525A (ru) | 2004-12-27 |
Family
ID=34310496
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2003106525/02A RU2240188C1 (ru) | 2003-03-07 | 2003-03-07 | Способ получения трубных заготовок из цирконий-ниобиевых сплавов |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2240188C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113316490A (zh) * | 2019-12-26 | 2021-08-27 | Tvel股份公司 | 锆基合金管材制造方法 |
-
2003
- 2003-03-07 RU RU2003106525/02A patent/RU2240188C1/ru not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
ЗАЙМОВСКИЙ А.С. и др. Циркониевые сплавы в атомной энергетике. - М.: Энергоиздат, 1981, с.59-63. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113316490A (zh) * | 2019-12-26 | 2021-08-27 | Tvel股份公司 | 锆基合金管材制造方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5026520A (en) | Fine grain titanium forgings and a method for their production | |
US5032189A (en) | Method for refining the microstructure of beta processed ingot metallurgy titanium alloy articles | |
KR100259310B1 (ko) | 원자력발전소의 원자로의 고온수성환경에 사용하기 위한 제품 | |
RU2217260C1 (ru) | СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПРОМЕЖУТОЧНОЙ ЗАГОТОВКИ ИЗ α- И (α+β)-ТИТАНОВЫХ СПЛАВОВ | |
RU2002108620A (ru) | Способ изготовления промежуточной заготовки из альфа- и (альфа+бета)-титановых сплавов | |
US3867208A (en) | Method for producing annular forgings | |
RU2644714C2 (ru) | Способ изготовления прутков из сплавов на основе титана | |
KR910007917B1 (ko) | 원자로 연료용 합성 피복관의 제조공정 및 그 생산물 | |
RU2314362C2 (ru) | СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПРОМЕЖУТОЧНОЙ ЗАГОТОВКИ ИЗ α- ИЛИ α+β-ТИТАНОВЫХ СПЛАВОВ | |
RU2240188C1 (ru) | Способ получения трубных заготовок из цирконий-ниобиевых сплавов | |
US4358324A (en) | Method of imparting a fine grain structure to aluminum alloys having precipitating constituents | |
Xing et al. | Structure stability of AA3003 alloy with ultra-fine grain size | |
RU2178014C1 (ru) | СПОСОБ ПРОКАТКИ ПРУТКОВ ИЗ ПСЕВДО-β-ТИТАНОВЫХ СПЛАВОВ | |
RU2246556C1 (ru) | Способ получения деформированной заготовки из титанового сплава и изделие, полученное из нее | |
SU1613505A1 (ru) | Способ термомеханической обработки крупногабаритных заготовок из титановых сплавов | |
RU2798022C1 (ru) | Способ получения трубных изделий из сплава на основе циркония | |
RU2562186C1 (ru) | Способ получения деформируемой заготовки из титанового сплава | |
RU2793901C1 (ru) | Способ получения материала для высокопрочных крепежных изделий | |
RU2798021C1 (ru) | Способ изготовления трубных изделий из циркониевого сплава | |
RU2793901C9 (ru) | Способ получения материала для высокопрочных крепежных изделий | |
RU2007245C1 (ru) | Способ получения штампованных полуфабрикатов из титановых сплавов | |
CN100529148C (zh) | 制造扁平产品用的锆合金半成品的生产方法及其用途 | |
RU2110600C1 (ru) | Способ получения изделий из циркониевых сплавов | |
RU2807232C1 (ru) | Способ изготовления прутковых заготовок из сплавов на основе интерметаллида титана с орто-фазой | |
RU2236322C1 (ru) | Способ изготовления цельнокатаных колец из титановых сплавов |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MZ4A | Patent is void |
Effective date: 20080618 |