SU817089A1 - Способ обработки циркони и егоСплАВОВ - Google Patents

Description

(54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ ЦИРКОНИЯ И ЕГО СПЛАВОВ

Изобретение относитс  к металлургии, й частности к способу обработки циркони  и его сплавов, и может быть использовано при изготовлении из них фольги. Известен способ изготовлени  циркониевых полуфабрикатов в виде лент, листов пру псов труб, согласно которому заготовку после гор  чей деформации подвергают холодной обработке давлением с промежуточным и окончательным отлсигами в вакууме П. Однако известный способ обработки не прзвол ет изготовить циркониевую фольгу с равномерной и мелкозернистой структурой, высокими и изотропными механическими свойствами , с высоким уровнем плоскостности и малой разнотолщинностью. Известен также способ обработки полуфабрикатов из циркони  или его сплавов с целью получени  предпочтительной ориентации зерна в материале. Способ включает следующие операции: отжиг при температуре ниже температуры аллотропического превращени  циркони ; холодна  деформаци  с суммарной степенью обжати  не менее 35%, пред почтительно 50-60%;. отжиг при температуре Выше температуры аллотропического превращени  циркони  в течение времени, необходимого дл  ускорени  роста зерна по толщине материала f 2. Однако известный способ обработки не позвол ет получить фольгу из циркони  и его сплавов с равномерной мелкозернистой структурой, высокими и изотропными механическими свойргвами, с высоким уровнем плоскостности и малой разиотолщинностью. Это обусловлено следуюищми причинами. Окончательный отжиг циркониевой фольги при TeNfflepaType выще температуры аллотропического превращени  (862° С дл  чистого циркони ) способствует чрезмерному росту зерна. Это дополнительно -усугубл етс  тем, что предществующа  холодна  прокатка осуществл етс  с суммарным обжа1Ъем, ограниченным предпочтительно 50-6096, Средний ди-аметр зерна материала составл ет 50 мкм и более. Кроме того, при отсутствии регламентированного температурного интервала первого отжига и высокотемпературном (выше температуры зллoтpoпичec oro нревращени ) окончательном отжиге циркони , подвергнутог предварительной холодной прокатке с суммар ным обжатием 50-60%., структура его неодно родна и разнозерниста. Циркониева  фольга имеет низкий уровень механических свойств (по характеристикам пластичности), их нестабильность и повышенную анизотропию. Относительное удлинение такой фольги при испытани х на раст жение составл ет 8-14%, а уровень анизотропии про ностных характеристик - 15- 20%, Холодна  прокатка циркониевой фольги с суммарным обжатием 50-60% между первым и окончательным отжигами и при отсутствии регламентированных частных обжатий по проходам не обеспечивает высокий уровень плоскостности фольги и малую ее разнотолщинность. . Окончательный отжиг фольги при темпера-, туре выше температуры аллотропического превращени  циркони  сопровождаетс  свариванием витков в рулоне и поглощением мета лом кислорода даже в вакууме 10 мм рт.ст что приводит к резкому ухудшению качества фольги. Цель изобретени  - повышение пластичности , изотропности механических свойств, повышение плоскостности и уменьшение разното шинности. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в способе, включающем отжиг заготовки при 700-800°С с изотермической вьщержкой 1-3 холодную прокатку с суммарной степенью деформации 70-90% и последующий окончательный отжиг, холодную прокатку осущест вл ют с частичным обжатием 25-40% в первых двух-трех проходах и 10-20% в последу ющих проходах, а окончательный отжиг провод т при 500-700° С с изотермической выде йжой 0,5-2 ч. Принципиальное отличие предлагаемого способа от известного способа обработки циркониевых полуфабрикатов заключаетс  в режимах холодной прокатки и отжига. Холодна  прокатка заготовки с частичными обжати ми 25-40% на первых двух-трех проходах и 10-20% на последующих проходах при суммарной степени обжати  70-90% обеспечивает высокий уровень плоскостности фольги и ее разнотолщинность. не более 10%, что не дости гаетс  известным способом обработки. При .меньших обжати х возрастает разнотолщинность фольги, а увеличение обжатий сопровождаетс  чрезмерным налипанием циркони  на рабочие валки стана, что приводат к существенному ухудшению плоскостности фольги , повышению ее разнотолщинности и. нарушению стабильности процесса прокатки. Окончательный отжиг фольги при 500- 700ГС с изотермической выдержкой ОД-2 ч 94 в сочетании с холодной деформацией позвол ет обеспечить -равномерную мелкозернистую структуру (средний диаметр зерна не более 10-20 мкм), а такие высокие и изотропные механические свойства фольги с требуемым сочетанием прочностных и пластических характеристик . Кроме того, предлагаемый режим термической обработки обеспечивает высокую чистоту поверхности фольги., исключает сваривание витков в рулоне и дополнительное насыщение циркони  кислородом при отжиге в вакуумной печи с разрежением 10 мм рт.ст. Уменьшение температуры окончательного отжига (менее 500° С) может сопровождатьс  неполной рекристаллизацией материала. Повышение температуры окончательного отжига (более 700° С и, особенно, выше температуры аллотропического превращени  циркони ) приводит к росту зерна снижению механических свойств (в частности, характеристик пластичности ) и повышению их анизотропии, а также к свариванию витков фольги в рулоне и поглощению цирконием кислорода в услови х вакуумного отжига Предлагаема  изотермическа  вьздержка при отжиге фольги  вл етс  оптимальной. Снижение ее сопровождаетс  неравномерным нагревом материала в рулоне, а повышение может приводить к отмеченному  влению локального сваривани  витков фольги и дополнительному взаимодействию металла с кислородом. Регламентирование промежуточного отжига заготовки (700-800°С, выдержка 1-3 ч) и суммарной степени обжати  при холодной прокатке 70-90% оказывает положительное вли ние на стабилизацию структуры материала и его механических свойств после предшествующей обработки. Способ осуществл етс  следующим образом. Циркониевую заготовку в виде холоднокатанной ленты подвергают промежуточному отжигу в вакуум,е при 700-800° С с изотермической вьщержкой 1-3 ч (например, в вакуумной печи типа С-630). Затем осуществл ют на многовалковых станах холодную прокатку отожженной заготовки до готовых размеров фольги по толщине. Прокатку ведут в несколько проходов, при зтом в зависимости от требуемой толщины фольги суммарна  степень обжати  составл ет предпочтительно 7090% , В первых двух-трех проходах частные обжати  поддерживают на уровне 25-40%, а Во всех последующих - 10-20% за проход. Окончательнью отжиг фольги провод т в рулонах в вакууме 10 мм рт.ст. при 500700°С с Изотермической вьщержкой 0,5-2 ч. Способ осуществл ют при изготовлении фольги толцданой 0,023 мм из технического циркони  и маллолегировашюго циркониеBoro сплава, содержащего 1% ниоби . Холоднокатана  ленточна  затотовка толщиной 0,1-0,2 мм отжигаетс  в вакууме при 750С с изотермической выдержкой 2 ч. После этого заготовка подвергаетс  холодной прокатке за 8-10 проходов с суммарной степенью обжати  77,0 и 88 5% соответственно В первом проходе обжатие составл ет 30-40%, во втором и третьем - 25-35% и во всех последующих - 10-20% за проход. Прокатанна  фольга в рулоне отжигаетс  в вакуумнной печи (разрежение 5 10 мм ртлт.) при 500 и 700° С с изотермической выдержкой 0,5 и 2 ч.

На циркониевой фольге оценивают структуру , механические свойства при испьггани х на раст жение, плоскостность и уровень разнотолошнносш . Дл  сравнени  аналогичные характеристики определ ют на однотипной фольге.

Результать испытаний представлены в табли це (обжиг заготовки при 750°С, изотермическ выдержка 2ч).

Использование предлагаемого.способа обработки циркони  и его сплавов обеспечивает по сравнению с существующими возможность

получени  циркониевой фольги с равномерной мелкозернистой структурой и высокими механическими свойствами. Фольга отличаетс  удовлетворительным сочетанием прочностных и пластических характеристик, т.е. при сравнительно высоких показател х предела прочности фольга имеет высокие показатели относительного удлинени . Анизотропи  механичеких свойств фольги незначительна ; возможность получени  циркониевой фольги с высоки уровнем плоскостности малой разнотолщинностью . За счет высокого качества циркониевой фольги,  вл ющейс  носителем энергии в химических источниках света, обеспечиваетс  существенное повышение технико-экономических показателей производства химических источников света На автоматизированных дини х (производительность, выход годных изделий и тд.) и их экспл)гатаиионных характеристик (например, уровень и стабильность световых параметров фотовспышек).

Использование высфкокачественной циркониевой фольги при изготовлении фотовспышек позвол ет существенно повысить выход годных изделий.

8

s

ea

S.S с 2

9 81708910

Claims (2)

1. Формула изобретени частньими обжати ми 25-4а; в первых двухСпособ обработки циркони  н его спйа-ходах, а окончательный отжиг провод т при ВОВ, включающий отжиг заготовки при 700-500-700С с изотермической выдержкой 800°С с изотермической вьщержкой 1-3 ч,j 0,5-2 ч. холодную прокатку с суммарной степенью деформации 70-90% и последующий оконча-Источники информации, тельный отжиг, отличающийс прин тые во внимание при экспертизе тем, что, с целью повышени  пластичности,1. Миллер Г. Л. Цирконий. М., Иностранизотропности механических свойств, повыше-на  литература, 1955. ни  плоскостности и уменьша1и  разнотолщин-
2. 2. Патент Великобритании № 1270563, ности, холодную прокатку Осуществл ют скл. С 7 А 1970. трех проходах н 10-20% в последующих про