Циркониевый лист 110Б в Минске

Циркониевый лист 110Б — технические характеристики и применение

Циркониевый лист 110Б — это плоский полуфабрикат из технического циркония, производимый по ГОСТ 26251-84. Марка 110Б относится к группе ядерно-чистых циркониевых сплавов с содержанием гафния не более 0,05%, что обеспечивает низкое сечение захвата тепловых нейтронов. Материал поставляется в горячекатаном или холоднокатаном состоянии с последующей термической обработкой для снятия внутренних напряжений.

Химический состав и структура

Циркониевый лист 110Б характеризуется строго регламентированным содержанием примесей. Основу составляет цирконий (Zr) с массовой долей не менее 99,5%. Ключевые легирующие элементы и примеси нормируются следующим образом:

• Гафний (Hf) — не более 0,05%, что критично для нейтронно-физических характеристик
• Азот (N) — не более 0,005%, влияет на коррозионную стойкость в воде и паре
• Углерод (C) — не более 0,02%, контролирует прочностные свойства
• Кремний (Si) — не более 0,02%, влияет на жаропрочность
• Титан (Ti) — не более 0,01%, стабилизирует структуру
• Алюминий (Al) — не более 0,01%, ограничивает охрупчивание

Микроструктура листа 110Б после рекристаллизационного отжига представляет собой равноосные зерна -фазы с размером зерна 5–15 мкм. Такая структура обеспечивает оптимальное сочетание пластичности и прочности при температурах эксплуатации до 350 C.

Механические свойства при различных температурах

Циркониевый лист 110Б демонстрирует стабильные механические характеристики в диапазоне рабочих температур. Предел прочности при комнатной температуре составляет 295–390 МПа, предел текучести — 195–295 МПа, относительное удлинение — не менее 20%. При повышении температуры до 300 C прочностные показатели снижаются на 30–40%, что учитывается при проектировании тепловыделяющих сборок.

Коррозионная стойкость и эксплуатационные характеристики

Циркониевый лист 110Б обладает высокой коррозионной стойкостью в воде и водяном паре при температурах до 350 C и давлении до 16 МПа. Скорость коррозии в этих средах не превышает 2–5 мг/дмсутки. Материал устойчив к воздействию органических кислот, щелочных растворов и расплавов солей, что расширяет область его применения за пределами атомной отрасли.

Коэффициент линейного термического расширения циркониевого листа 110Б составляет 5,9 10 К в диапазоне 20–300 C, теплопроводность — 21 Вт/(мК) при комнатной температуре. Низкое сечение захвата тепловых нейтронов (0,18 барн) делает материал незаменимым для изготовления оболочек твэлов и других внутриреакторных компонентов.

Сортамент и геометрические параметры

Циркониевый лист 110Б поставляется в следующих типоразмерах: толщина 0,5–10 мм, ширина 400–1000 мм, длина 1000–2000 мм. Предельные отклонения по толщине составляют 0,05 мм для листов до 2 мм и 0,1 мм для более толстых. Плоскостность листов — не более 5 мм на 1 метр длины. Кромки обрезаны под прямым углом, заусенцы не допускаются.

Области применения

Циркониевый лист 110Б применяется в отраслях, где требуется сочетание коррозионной стойкости, низкого нейтронного поглощения и стабильности механических свойств:

• Производство оболочек тепловыделяющих элементов (твэлов) для водо-водяных энергетических реакторов
• Изготовление дистанционирующих решеток и концевых деталей тепловыделяющих сборок
• Оборудование химической промышленности для работы с агрессивными средами при повышенных температурах
• Теплообменная аппаратура атомных электростанций
• Вакуумная металлургия — тигли и экраны для плавильных установок
• Медицинская техника — имплантаты и хирургический инструмент

Контроль качества и испытания

Каждая партия циркониевого листа 110Б проходит входной контроль химического состава методом спектрального анализа, механические испытания на растяжение при комнатной температуре, контроль коррозионной стойкости в автоклаве при 350 C в течение 72 часов, ультразвуковой контроль сплошности. Документация о качестве оформляется в соответствии с требованиями ГОСТ 26251-84 и включает сертификат с указанием фактических значений контролируемых параметров.

Вопросы и ответы