UA57878C2 - Сплав на основі цирконію - Google Patents

Сплав на основі цирконію Download PDF

Info

Publication number
UA57878C2
UA57878C2 UA2001118003A UA01118003A UA57878C2 UA 57878 C2 UA57878 C2 UA 57878C2 UA 2001118003 A UA2001118003 A UA 2001118003A UA 01118003 A UA01118003 A UA 01118003A UA 57878 C2 UA57878 C2 UA 57878C2
Authority
UA
Ukraine
Prior art keywords
temperature
alloy
zirconium
niobium
iron
Prior art date
Application number
UA2001118003A
Other languages
English (en)
Russian (ru)
Inventor
Антоніна Васільєвна Нікуліна
Павєл Васільєвіч Шєбалдов
Вячєслав Ніколаєвіч Шипов
Міхаіл Міхайловіч Пєрєгуд
Лідія Єфімовна Агєєнкова
Владімір Владіміровіч Рождєствєнскій
Владімір Андрєєвіч Маркєлов
Міхаіл Івановіч Солонін
Юрій Константіновіч Бібілашвілі
Пьотр Івановіч Лаврєнюк
Анатолій Франсовіч Лосіцкій
Ніколай Алєксєєвіч Ганза
Ніколай Васільєвіч Кузьмєнко
Владімір Андрєєвіч Котрєхов
Владимир Андреевич Котрехов
Юрій Павлович Шевнін
Original Assignee
Фєдєральноє Государствєнноє Унітарноє Прєдпріятіє "Всєроссійскій Научно-Ісслєдоватєльскій Інстітут Нєорганічєскіх Матєріалов Імєні Акадєміка А.А.Бочвара"
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 Фєдєральноє Государствєнноє Унітарноє Прєдпріятіє "Всєроссійскій Научно-Ісслєдоватєльскій Інстітут Нєорганічєскіх Матєріалов Імєні Акадєміка А.А.Бочвара" filed Critical Фєдєральноє Государствєнноє Унітарноє Прєдпріятіє "Всєроссійскій Научно-Ісслєдоватєльскій Інстітут Нєорганічєскіх Матєріалов Імєні Акадєміка А.А.Бочвара"
Publication of UA57878C2 publication Critical patent/UA57878C2/uk

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C16/00Alloys based on zirconium

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)
  • Materials For Medical Uses (AREA)

Abstract

Сплав на основі цирконію містить в мас. %: ніобій 0,5 - 3,0; олово 0,5 - 2,0; залізо 0,3 - 1,0; хром 0,002 - 0,2; вуглець 0,003 - 0,04; кисень 0,04 - 0,15; кремній 0,002 - 0,15, вольфрам або молібден, або ванадій 0,001 - 0,4; цирконій - решта, при цьому структура сплаву характеризується α-твердим розчином і частинками інтерметалідів, які містять залізо і ніобій, типу Zr(Nb, Fe)2. Структура сплаву може також містити частки інтерметалідів, які містять залізо і ніобій, типу Zr[(Nb, Fe(W або Мо, або V)]2, Zr[Fe,Cr, Nb, (W або Мо, або V)]2, [Zr, Nb, (W або Мо, або V)]2Fe, Zr(Nb, Fe)2, Zr(Fe,Cr,Nb)2, (Zr,Nb)2Fe розміром не більш 0,3 мкм.

Description

погіршують технологічність.
Вибір меж 0,001-0,4мас 95 обмовлен тим, що при вмісті в матеріалі менше 0,001мас.бо вольфраму або молібдену, або ванадію помітно знижується міцність с; - цирконієвої матриці, в процесі виготовлення виробів не відбувається подальшого зміцнення, здрібнення і стабілізації інтерметалідів, що містять залізо, в результаті чого корозійна стійкість матеріалу знижується.
Вміст одного з цих елементів в сплаві більше 0,4мас.9о приводить до утворення скуплення великих частин подвійних інтерметалідів цирконію з залізом або хромом, зайвої коагуляції інших частин, що містять залізо і ніобій другої фази з відстанями між частинками більше 0,3мкм. В результаті матеріал буде мати знижену технологічність в процесі деформаційної обробки і більш низький опір руйнуванню в готовому виробі.
Вольфрам, молібден і ванадій входять також до складу інтерметалідів, які містять залізо і ніобій, підвищуючи їх дисперсність і щільність.
Всі перелічені фактори, при отриманні з запропонованого матеріалу виробів, використовуваних в активній зоні атомних реакторів, сприяють формуванню в кінцевому виробі однорідної дрібнозернистої с -цирконієвої матриці з рівномірно розподіленими в ній частинками інтерметалідів, що містять залізо і ніобій, підвищеної щільності та дисперсності, основна маса яких має розміри частинок менше 0,1-0,3мкм при відстані між частинками від 0,1мкм до 0,Змкм, при цьому більше 8095 частинок в сумі складають інтерметаліди типу 2г (Мб,
Ее)»2, а також інтерметаліди типу 7 |(МО, Ре(МУ, або Мо, або М)|», 2 (Бе, Ст, МБ, (М, або Мо, або М)) 2, (2, МБ, (М/ або Мо, або М)|г Ее, 2пц(Ее, Ст, МБ)», (2, МБ)» Еве.
Наявність такої мікроструктури у виробах забезпечує їх високу стабільність при експлуатації в активній зоні атомних реакторів, і як підсумок високу корозійну, стійкість особливо стійкість до нодулярної корозії, високу міцність і опір руйнуванню, радіаційному росту і повзучості при температурі до 45076.
Для кращого розуміння винаходу далі наведені конкретні приклади його виконання.
Приклад 1
З сплаву за винаходом виготовляли злитки методом вакумно-дугової плавки. Злитки подвергали ковці при температурі від 1070"С до 9007"С з зменшенням діаметру в 5 разів. Потім ковані заготовки нагрівали до температури 1050"С і загартовували у воді. Після вилучення поверхневого газонасиченого слою загартовані заготовки різали на мірні довжини, свердлили отвори і віджигали при температурі 62070. Після цього мірні з отвором заготовки підвергали пресуванню при температурі 620"С. Далі пресовану трубчату заготовку загартовували з температури 9507С зі швидкістю 500"С/с, а потім підвергали відпалу при температурі 42576.
Після відпалу заготовки підвергали холодній обробці по багатопрокатній деформаційній схемі з сумарною деформацією (по стінці та діаметру) на першій і послідуючих прокатках приблизно в 5095 і проміжковими відтоками при температурі 620"С. Завершальний відпал після холодної прокатки проводили при температурі 580"С. Після операції доводки отримували готові труби діаметром 9,15мм з товщиною стінки 0,65мм.
Приклад 2
З сплаву за винаходом виготовляли злиток методом вакумно-дугової плавки. Злиток підвергали ковці при температурі від 10707С до 900"С з зменшенням діаметру в 1,6 разу. Потім ковану заготовку нагрівали до температури 1050"С і загартовували у воді. Після вилучення поверхневого газонасиченого спою загартовані заготовки різали на мірні довжини, і свердлили отвори. Після цього мірні, з отвором заготовки підвергали пресуванню при температурі 735:4107"С і віджигали при температурі 620"С протягом двох годин. Далі здійснювалась 2-х кратна холодна прокатка заготовок з проміжковим відпалом при температурі 630"С протягом двох годин і кінцева холодна прокатка на кінцевий розмір з отупінню деформації 20-2595. Кінцевий відпал після холодної прокатки проводили при температурі 580-5907С. Після операції доводки отримували готові труби діаметром 88мм з товщиною стінки 4мм, призначені для труб технологічних каналів ядерних реакторів.
Винахід ілюструється прикладами, які наведенні в таблицях 1 і 2. В таблиці 1 подані склади сплавів за винаходом, прототипом (М 10), склад зразку з замежовим значенням компонентів, що входять (М 11) і характеристики мікроструктури. В таблиці 2 представлені властивості матеріалу: оболонок твелів при температурі - 3507"С (приклад 1) і труб для технологічних каналів активної зони ядерних реакторів при температурі - 300"С(приклад 2).
Таблиця 1
З
Мо зон Боно ін Бас сан і нн Ен ка рам
МИ МИ ПОБИ НОЯ НОЯ ПИЛЬНО НАУ
Приклад 1 11 0,5 0,5 1,0 0,003 0,003 0,05 0,003 о4 2 3,0 2,0 0,3 0,2 0,04 0,15 0,15 0,001
З 1,5 1,3 0,8 01 0,01 012 01 0,01 14 1,5 1,3 0,8 01 0,02 01 01
ІБ 20 10 0,7 0,08 0,03 0,09 0,009 6 10 17 09 0,15 0,08 0,07 0,07 7 15 1,3 0,8 01 0,02 0,1 01 8 20 1,0 0,7 0,08 0,03 0,09 0,009 9 10 1,7 0,9 0,15 0,08 0,07 0,07 10 15 1,2 0,3 02 0,04 0,15 0,15 111 0,4 2.2 12 022 0,002 0,004 0,002 0,43
Приклад 2 12 15 13 1,0 0 0,01 0,1 01 0,05 13 10 17 0,9 0,15 0,02 0,07 0,07 0,01 14 2,0 0,9 1,0 0,006 0,008 012 0,12 15 2,5 1,5 0,5 0,12 0,03 0,05 0,05 16 07 0,7 12 0,18 0,005 0,14 0,008 17 28 1,0 0,4 0,2 0,003 0,007 0,4 й
Продовження таблиці 1
МоМе Молібд | Вана | Характеристики частинок другої фази в матеріалі -- 7 щі тру
Середня Доля часинток о 24МЬБ, Бе, відстань між | М/Мо/М)2 частинками | 2п(Бе, Ст, М, МИМо/М)2
МКМ (27, МЬ, МИ/МОМ)2 Бе, 2У(МЬ, Бе)" (2у, МБ)» Бе, 2(МЬ, Сг, Ре)» в загальному об'ємі частинок другої фази, об. 95
Приклад 1 1 016 91 2 021 80"
З 0,19 85 4 04 0,17 90" 0,001 0,22 80" 6 0,01 0,18 877 7 04 0,17 90 8 0,001 10,22 817 9 0,01 1019 82 | 0,28 72 11 0,38 60
Приклад 2 12 0,17 857 13 0,19 87 14 0,01 0,20 в 02 0,19 87 16 0,3 0,18 89 17 0,01 10,21 в1х "структура характеризується інтерметалідами типу 286, Ее)2
Таблиця 2 :
Мо
Зра |Межа міцності | Збільшення ваги у | Швидкість Деформація зку | б вМРа воді автоклава, за | повзучості радіаційного
ЗОбогодин мг/дм о-100МРа росту при за 3000 | флюєнсі годи. ВАЛОМ нн фло об/один. | (Е»0,1 Мев)бь
Приклад 1 (температура 350" С) 1 360 46 1,5 0,31 2 390 48 1,65 0,32
З 390 45 14 0,30 4 380 . 48 1,55 0,31 370 51 1,6 0,33 6 350 46 1,5 0,30 7 380 47 1,55 0,33 8 350 51 1,6 0,34 9 370 48 1,5 0,32 280 55 1,7 0,35 11 - - - -
Приклад 2(температура 300" С) 12 510 16 1,15 0,30 13 490 18 1,25 0,32 14 520 15 1,27 0,33 520 16 1,21 0,31 16 480 17 1,2 0,31 17 550 16 1,28 0,32
Як видно з наведених прикладів, використання запропонованого сплаву забезпечує формування виробу з однорідною дрібнодисперсною структурою і рівномірним розподіленням частинок другої фази, більш 80о06.905 якої складають частинки інтерметалідів 2(МЬ, Ре)2г розміром менше 0,2-0,3мкм. В результаті формування такої мікроструктури вироб має високу міцність, опір руйнуванню, корозії, радіаційному росту та повзучості.
Для порівняння в таблицях 1 і 2(зразок 11) наведен сплав з вмістом компонентів, що виходять за межі їх вмісту, в порівнянні з сплавом за винаходом, та сплав за прототипом(зразок 10).
Всі отримані вироби, виготовлені з сплаву за зразком 11, були забраковані при дефектоскопічному контролі із-за утворення мікротріщин. Введення до сплаву УУ або Мо, або М в якості легуючого компоненту (на відміну від зразка 10), забезпечує більш високий рівень міцності, опір повзучості та радіаційному росту при збереженні високих характеристик корозійної стійкості і опору руйнуванню.
Найбільш ефективно цей сплав може бути застосований для виготовлення виробів, які використовують в активній зоні атомних реакторів, наприклад для виготовлення тонкостінних труб для оболонок тепловиділяючих елементів, крупногабаритних виробів, таких як труби технологічних каналів та інших конструкційних виробів активної зони атомних реакторів. Крім того зазначений сплав може бути використаний в хімічній промисловості, в медичній промисловості і інших областях техніки, де потрібна висока корозійна стійкість, опір руйнуванню, довга жароміцність і радіаційна стійкість.
UA2001118003A 1999-04-22 1999-08-10 Сплав на основі цирконію UA57878C2 (uk)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU99107803A RU2141540C1 (ru) 1999-04-22 1999-04-22 Сплав на основе циркония
PCT/RU1999/000369 WO2000065117A1 (fr) 1999-04-22 1999-10-08 Alliage a base de zirconium

Publications (1)

Publication Number Publication Date
UA57878C2 true UA57878C2 (uk) 2003-07-15

Family

ID=20218591

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
UA2001118003A UA57878C2 (uk) 1999-04-22 1999-08-10 Сплав на основі цирконію

Country Status (6)

Country Link
KR (1) KR20020001838A (uk)
CN (1) CN1125885C (uk)
CA (1) CA2365779A1 (uk)
RU (1) RU2141540C1 (uk)
UA (1) UA57878C2 (uk)
WO (1) WO2000065117A1 (uk)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2227171C1 (ru) 2002-12-23 2004-04-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт неорганических материалов им. акад. А.А. Бочвара" Цирконий-ниобиевый кислородсодержащий сплав и способ его получения
DE10332239B3 (de) * 2003-07-16 2005-03-03 Framatome Anp Gmbh Zirkoniumlegierung und Bauteile für den Kern von leichtwassergekühlten Kernreaktoren
SE531530C2 (sv) * 2007-03-07 2009-05-12 Westinghouse Electric Co Llc Avlägsnandet av andra fasens niobiumpartikelbeläggningar från etsade zirkonium-niobiumlegeringar
CN101665886B (zh) * 2008-09-04 2011-06-22 中国核动力研究设计院 一种耐高温过热水蒸气腐蚀的锆合金材料
CN104911378A (zh) * 2015-05-25 2015-09-16 常熟锐钛金属制品有限公司 一种核反应堆专用锆管的制备方法
CN105018758B (zh) * 2015-07-03 2017-03-08 宝鸡市三立有色金属有限责任公司 外科植入锆及锆合金材料的制备方法
RU2675178C1 (ru) * 2018-08-15 2018-12-17 Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") Способ получения полуфабриката из сплава на основе циркония (варианты)
CN110904359A (zh) * 2019-12-18 2020-03-24 佛山科学技术学院 一种耐蚀锆合金

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01301830A (ja) * 1988-05-30 1989-12-06 Sumitomo Metal Ind Ltd 高耐食性ジルコニウム合金
JP2726299B2 (ja) * 1989-02-14 1998-03-11 日本核燃料開発株式会社 原子炉用高耐食性ジルコニウム合金
US5125985A (en) * 1989-08-28 1992-06-30 Westinghouse Electric Corp. Processing zirconium alloy used in light water reactors for specified creep rate
SE9103052D0 (sv) * 1991-10-21 1991-10-21 Asea Atom Ab Zirkoniumbaserad legering foer komponenter i kaernreaktorer
RU2032759C1 (ru) * 1993-03-04 1995-04-10 Всероссийский научно-исследовательский институт неорганических материалов им.А.А.Бочвара Материал на основе циркония
FR2723965B1 (fr) * 1994-08-30 1997-01-24 Cezus Co Europ Zirconium Procede de fabrication de toles en alliage de zirconium presentant une bonne resistance a la corrosion nodulaire et a la deformation sous irradiation

Also Published As

Publication number Publication date
CA2365779A1 (en) 2000-11-02
WO2000065117A8 (fr) 2001-03-08
RU2141540C1 (ru) 1999-11-20
CN1350597A (zh) 2002-05-22
KR20020001838A (uk) 2002-01-09
WO2000065117A1 (fr) 2000-11-02
CN1125885C (zh) 2003-10-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69419176T2 (de) Co-cr-mo pulvermetallurgischen gegenstände und verfahren deren herstellung
EP3228724B1 (de) Werkzeugstahl, insbesondere warmarbeitsstahl, und stahlgegenstand
US5649280A (en) Method for controlling grain size in Ni-base superalloys
DE69024418T2 (de) Legierung auf Titan-Basis und Verfahren zu deren Superplastischer Formgebung
DE2937724C2 (de) Pulvermetallurgisch hergestelltes Stahlerzeugnis mit hohem Vanadiumcarbid- Anteil
EP3791003B1 (en) High strength titanium alloys
EP0773305A1 (en) Corrosion resistant, high vanadium, powder metallurgy tool steel articles with improved metal to metal wear resistance and a method for producing the same
EP1920079B1 (en) A maraging steel article and method of manufacture
DE69814896T2 (de) Stahl und wärmebehandeltes werkzeug, hergestellt in einem integrierten pulvermetallurgischem prozess und die nutzung eines solchen stahles für werkzeuge
EP3994289B1 (de) Nickel-basislegierung für pulver und verfahren zur herstellung eines pulvers
EP0626018A1 (en) Alloys of molybdenum, rhenium and tungsten
EP0648854A1 (en) Martensitic hot work tool steel die block article and method of manufacture
US5266131A (en) Zirlo alloy for reactor component used in high temperature aqueous environment
KR100909922B1 (ko) 냉간 가공 강
UA57878C2 (uk) Сплав на основі цирконію
EP1801247B1 (de) Verfahren zur Herstellung eines hochdichten Halbzeugs oder Bauteils
US4533390A (en) Ultra high carbon steel alloy and processing thereof
US5207843A (en) Chromium hot work steel
DE69024727T2 (de) Kornverfeinerung des Zirkoniums mittels Silizium
DE69417003T2 (de) Titanfreier, nickelenthaltender, martensitanohärtbarer Stahl für Stempelblöcke und ein Verfahren zu dessen Herstellung
US5556484A (en) Method for reducing abnormal grain growth in Ni-base superalloys
DE69302798T2 (de) Hülsenförmige Verbundwalze und Verfahren zu ihrer Herstellung
RU2005136167A (ru) Рентгеновская мишень из сплава молибдена, имеющая однородную структуру зерен
EP0149210B1 (de) Verfahren zum Herstellen hochfester, duktiler Körper aus Kohlenstoffreichen Eisenbasislegierungen
EP0227001B1 (de) Verfahren zum Herstellen von Werkzeugen