Циркониевая фольга ЦН25Т3: технические характеристики и применение
Циркониевая фольга марки ЦН25Т3 — это тонколистовой прокат из циркониевого сплава системы Zr–Nb, легированного ниобием и титаном. Сплав ЦН25Т3 относится к группе коррозионностойких циркониевых материалов, применяемых преимущественно в атомной энергетике и химическом аппаратостроении. Фольга из данного сплава сохраняет фазовую стабильность при длительной эксплуатации в условиях нейтронного облучения и агрессивных сред.
Химический состав сплава ЦН25Т3 регламентируется содержанием ниобия в пределах 2,0–2,8 % и титана — до 0,5 %. Суммарное содержание примесей (железо, хром, никель, кремний) не превышает 0,2 %. Именно такое легирование обеспечивает сочетание высокой коррозионной стойкости в перегретом паре и воде высоких параметров с достаточной технологической пластичностью для холодной прокатки фольги толщиной от 0,05 мм.
Технические параметры фольги ЦН25Т3
| Параметр | Значение | Условия измерения | Стандарт | Примечание |
|---|---|---|---|---|
| Толщина | 0,05–0,30 мм | 20 C | ТУ 95.166 | допуск 10 % |
| Ширина рулона | 50–300 мм | 20 C | ТУ 95.166 | обрезная кромка |
| Предел прочности | 440 МПа | 20 C | ГОСТ 1497 | отожжённое состояние |
| Предел текучести | 310 МПа | 20 C | ГОСТ 1497 | , |
| Относительное удлинение | 20 % | 20 C | ГОСТ 1497 | |
| Плотность | 6,55 г/см | 20 C | — | справочная |
| Температура плавления | 1850 C | — | — | ликвидус |
Структура и физико-механические свойства
Сплав ЦН25Т3 в отожжённом состоянии имеет гексагональную плотноупакованную -фазу с мелкозернистой структурой. Размер зерна после рекристаллизационного отжига при 580–620 C составляет 5–15 мкм, что обеспечивает изотропность механических свойств в плоскости фольги. Ниобий, растворённый в -матрице, повышает коррозионную стойкость в водно-паровых средах с температурой до 400 C и давлением до 20 МПа.
Фольга ЦН25Т3 обладает низким сечением захвата тепловых нейтронов — не более 0,22 барн, что критически важно для конструкционных элементов активной зоны реакторов типа ВВЭР и РБМК. Радиационное распухание сплава при повреждающей дозе до 10 сна не превышает 1,5 %.
Области применения
- Оболочки тепловыделяющих элементов (твэлов) и каналов СУЗ в реакторах ВВЭР-1000, ВВЭР-1200.
- Мембраны и мембранные узлы в датчиках давления и расходомерах АЭС.
- Футеровка реакторов синтеза уксусной кислоты и производств перекиси водорода.
- Токосъёмные элементы в электролизёрах с агрессивными электролитами.
- Прокладки и уплотнения в теплообменниках с водяным паром высоких параметров.
- Мишени и подложки в установках ионной имплантации и вакуумного напыления.
Технология изготовления и обработки
Фольга ЦН25Т3 производится методом многопроходной холодной прокатки слитков и кованых заготовок с промежуточными вакуумными отжигами при 600–650 C. Финальная термообработка выполняется в вакуумных печах сопротивления при остаточном давлении не выше 1 10 Па. Резка рулонов осуществляется на прецизионных дисковых ножницах с точностью по ширине 0,5 мм.
При монтаже фольга соединяется аргонодуговой сваркой неплавящимся электродом в камерах с контролируемой атмосферой. Температура подогрева при сварке — не выше 150 C, содержание кислорода в защитной среде — не более 0,005 %. Гибка выполняется с минимальным радиусом, равным двум толщинам листа, без предварительного нагрева.
Вопросы и ответы
Чем отличается сплав ЦН25Т3 от чистого циркония?
Легирование ниобием (2,0–2,8 %) и титаном повышает предел текучести до 310 МПа и снижает скорость коррозии в перегретом паре при 400 C в 2–3 раза по сравнению с нелегированным цирконием.
Какая минимальная толщина фольги ЦН25Т3 доступна?
Минимальная толщина проката составляет 0,05 мм при ширине до 100 мм. Для ширины 200–300 мм минимальная толщина — 0,10 мм.
Применяется ли фольга ЦН25Т3 в химической промышленности?
Да, она используется для футеровки реакторов синтеза уксусной кислоты, производств перекиси водорода и в электролизёрах с агрессивными средами при температурах до 300 C.
Какой стандарт регламентирует поставку фольги ЦН25Т3?
Поставка осуществляется по ТУ 95.166, механические свойства контролируются по ГОСТ 1497. Возможна аттестация по стандартам ASTM B352 для экспортных поставок.
