Циркониевый лист 125Б — технические характеристики и применение
Циркониевый лист 125Б — это плоский полуфабрикат из циркония технической чистоты, производимый методом горячей и холодной прокатки с последующей термической обработкой. Марка 125Б относится к категории реакторных циркониевых сплавов с содержанием циркония не менее 99,5%, что обеспечивает сочетание низкого сечения захвата тепловых нейтронов и высокой коррозионной стойкости в агрессивных средах. Материал поставляется в состоянии поставки — отожжённом, с контролируемой микроструктурой и механическими свойствами, что делает его пригодным для ответственных узлов атомной энергетики и химического машиностроения.
Химический состав и металлургические особенности
Циркониевый лист 125Б легирован гафнием в количестве до 0,02%, что принципиально отличает его от ядерно-чистых марок типа Э110. Остаточное содержание примесей — железа, кремния, азота и углерода — регламентируется техническими условиями и не превышает суммарно 0,3%. Металлографический контроль гарантирует отсутствие крупных включений и расслоений, а ультразвуковой контроль сплошности проводится по всей площади листа. Твёрдость по Бринеллю составляет 160–200 HB, что соответствует рекристаллизованному состоянию.
Механические свойства при различных температурах
Прочностные характеристики циркониевого листа 125Б определяются при комнатной и повышенных температурах, что критично для расчёта оборудования, работающего в интервале 20–400 C. Предел прочности при растяжении — 380–450 МПа, предел текучести — 220–280 МПа, относительное удлинение — не менее 25%. При 350 C прочностные показатели снижаются до 180–220 МПа, однако сохраняется достаточный запас пластичности для компенсации термических напряжений.
| Температура испытания | Предел прочности, МПа | Предел текучести, МПа | Относительное удлинение, % | Модуль упругости, ГПа |
|---|---|---|---|---|
| 20 C | 420 | 250 | 28 | 96 |
| 100 C | 350 | 200 | 30 | 90 |
| 300 C | 240 | 140 | 35 | 78 |
Коррозионная стойкость и эксплуатационные среды
Циркониевый лист 125Б демонстрирует устойчивость в кипящей азотной кислоте концентрацией до 70%, в растворах щелочей, органических кислотах и расплавах солей. Скорость коррозии в 65%-й азотной кислоте при 100 C не превышает 0,05 мм/год. Материал не подвержен коррозионному растрескиванию под напряжением в хлоридсодержащих средах, что позволяет применять его в теплообменной аппаратуре химических производств. Ограничением является работа в средах, содержащих ионы фтора и концентрированную серную кислоту.
Сортамент и геометрические параметры
Листы из циркония 125Б выпускаются толщиной 0,5–20 мм, шириной до 1000 мм и длиной до 2000 мм. Допуски по толщине соответствуют классу точности В по ГОСТ 26877, отклонение от плоскостности — не более 5 мм на метр. Поверхность листов после травления и светлого отжига не имеет окалины, закатов и трещин. По согласованию возможна поставка листов с шероховатостью Ra не более 1,6 мкм для применения в вакуумных системах.
Области применения
- Теплообменное оборудование производства азотной кислоты — конденсаторы, холодильники, испарители
- Внутрикорпусные устройства ядерных реакторов — вытеснители, экраны, чехлы термопар
- Химические реакторы и колонны синтеза карбамида и уксусной кислоты
- Оборудование радиохимических производств — ёмкости, трубопроводная арматура
- Вакуумная металлургия — тигли, экраны, нагреватели в установках электронно-лучевой плавки
- Медицинская техника — корпуса и экраны рентгеновского оборудования
Свариваемость и технологичность
Циркониевый лист 125Б сваривается аргонодуговой сваркой неплавящимся электродом в среде аргона высокой чистоты. Сварные соединения требуют защиты корня шва инертным газом для предотвращения насыщения кислородом и азотом. Резка листов выполняется на гильотинных ножницах, гидроабразивной резкой или лазером; механическая обработка — твёрдосплавным инструментом при пониженных скоростях резания. Гибка в холодном состоянии возможна при радиусе не менее 5 толщин листа.
Вопросы и ответы
Чем отличается циркониевый лист 125Б от ядерно-чистых марок циркония?
Марка 125Б содержит до 0,02% гафния и не нормируется по ядерно-физическим характеристикам. Она предназначена для химического машиностроения и нереакторных применений, тогда как ядерно-чистые марки типа Э110 имеют ограничение по гафнию на уровне 0,005%.
Какие толщины циркониевого листа 125Б доступны для заказа?
Стандартный сортамент включает толщины от 0,5 до 20 мм. Листы толщиной до 3 мм поставляются в рулонах или листах, более толстые — только в листовом исполнении с допуском по толщине класса В.
В каких средах не рекомендуется применять циркониевый лист 125Б?
Материал нестоек в плавиковой кислоте, концентрированной серной кислоте выше 70% и в средах, содержащих ионы трёхвалентного железа и меди, которые ускоряют коррозию циркония.
Какой метод сварки предпочтителен для циркониевого листа 125Б?
Оптимальным является аргонодуговая сварка вольфрамовым электродом с применением присадочной проволоки того же состава. Обязательна двусторонняя газовая защита зоны сварки аргоном чистотой не ниже 99,98%.
