Фольга ниобиевая НбЦ: характеристики, сортамент и применение
Фольга НбЦ — тонколистовой прокат из ниобиевого сплава системы Nb–Zr с цирконием в качестве основного легирующего элемента. Содержание циркония — 0,8–1,2 %, суммарное количество примесей внедрения (кислород, азот, углерод, водород) регламентируется на уровне десятых долей процента, что определяет пластичность при комнатной температуре и стойкость к охрупчиванию после отжига. Материал сохраняет прочность при нагреве до 1100 C в вакууме и инертных средах, устойчив к жидкометаллическим теплоносителям, включая натрий и литий, и не образует летучих оксидов при высокотемпературной эксплуатации.
Технические параметры
| Параметр | Значение | Условия | Метод контроля | Единица |
|---|---|---|---|---|
| Толщина | 0,05–0,30 | холодная прокатка | микрометрия | мм |
| Предел прочности | 380 | отжиг 1200 C | растяжение | МПа |
| Относительное удлинение | 20 | 20 C | растяжение | % |
| Ширина рулона | 100–400 | продольная резка | измерение | мм |
Сортамент и состояние поставки
- Холоднокатаная фольга толщиной 0,05–0,10 мм в рулонах — для мембран и токоподводов.
- Отожжённая фольга 0,10–0,20 мм с рекристаллизованной структурой — для диффузионной сварки.
- Травленая фольга 0,20–0,30 мм с шероховатостью Ra 0,8 мкм — для вакуумных уплотнений.
- Лента с обрезной кромкой шириной от 100 мм — для штамповки дисковых элементов.
Области применения
Сплав НбЦ востребован в атомной энергетике: из фольги изготовляют оболочки тепловыделяющих элементов, капиллярные структуры тепловых труб и мембраны датчиков давления первого контура реакторов на быстрых нейтронах. В аэрокосмической отрасли фольга применяется в сопловых насадках и теплозащитных экранах жидкостных ракетных двигателей, где требуется сочетание жаростойкости и малой плотности — 8,57 г/см. В электронной промышленности из неё формируют геттеры для вакуумных камер напыления и токовые вводы в сверхпроводящих магнитах томографов и ускорителей.
Технологические особенности обработки
Фольга НбЦ сваривается электронно-лучевым и лазерным методом в камерах с остаточным давлением не выше 110 Па; контакт с воздухом при температуре свыше 400 C приводит к насыщению кислородом и росту твёрдости. Формообразование выполняют гидравлической вытяжкой или электроэрозионной резкой. Отжиг проводят в вакууме 110 Па при 1100–1300 C с выдержкой 1–2 ч; охлаждение — в потоке аргона для предотвращения водородного охрупчивания.
Вопросы и ответы
Чем фольга НбЦ отличается от фольги из чистого ниобия?
Легирование цирконием повышает предел прочности при 1000 C в 1,5–2 раза и снижает скорость ползучести, при этом пластичность в отожжённом состоянии остаётся достаточной для гибки радиусом от двух толщин.
При какой температуре фольга НбЦ теряет работоспособность на воздухе?
Интенсивное окисление начинается выше 400 C; для длительной эксплуатации при 900–1100 C требуется вакуум или защитная атмосфера аргона, гелия либо диссоциированного аммиака.
Какой минимальный радиус гибки допустим для отожжённой фольги толщиной 0,1 мм?
При относительном удлинении не менее 20 % минимальный радиус составляет 0,2–0,3 мм при гибке поперёк направления прокатки; вдоль направления радиус увеличивают на 30 %.
Поставляется ли фольга НбЦ с сертификатом на содержание примесей внедрения?
Да, каждая партия сопровождается паспортом с результатами анализа на кислород, азот, углерод и водород, выполненного методами вакуумной плавки или масс-спектрометрии.
