Гафниевая полоса ГФИ-2 в Минске

Гафниевая полоса ГФИ-2: свойства, сортамент и применение

Гафниевая полоса ГФИ-2 — деформированный полуфабрикат из металлического гафния марки ГФИ-2, полученный прокаткой слитка с промежуточными отжигами и последующей холодной деформацией. Марка ГФИ-2 соответствует требованиям к пластичному гафнию ядерной чистоты: суммарное содержание примесей нормируется на уровне десятых долей процента, а гафний отделён от циркония, с которым образует природную изоморфную пару. Именно глубокая очистка от циркония определяет ключевое свойство полосы — малое сечение захвата тепловых нейтронов.

Технические характеристики

Полоса ГФИ-2 сохраняет гексагональную плотноупакованную решётку -гафния при комнатной температуре и до 1740 C. Металл отличается высокой плотностью, тугоплавкостью и склонностью к образованию прочной оксидной плёнки HfO, которая обеспечивает стойкость в окислительных средах при повышенных температурах. Механические свойства зависят от степени деформации и режима рекристаллизационного отжига.

Сортамент и геометрия

Полоса ГФИ-2 поставляется в холоднокатаном, отожжённом или нагартованном состоянии. Кромки формируют продольной резкой или фрезерованием; для реакторного применения предпочтительна обрезная кромка без заусенцев. Ширина и толщина выдерживаются в пределах, обеспечивающих последующую штамповку и гибку без трещинообразования.

• Толщина — 0,1–3,0 мм; предельные отклонения по ГОСТ 19903.
• Ширина — 20–300 мм; длина в рулоне или мерными полосами до 2000 мм.
• Состояние поставки — отожжённое (мягкое), нагартованное, тёплокатаное.
• Кромка — обрезная, фрезерованная, без надрывов и расслоений.
• Плоскостность — не более 5 мм на 1 м длины.
• Шероховатость поверхности — Ra 1,6 мкм после травления.

Области применения

Основной потребитель полосы ГФИ-2 — атомная энергетика. Из неё изготавливают стержни и пластины органов регулирования и аварийной защиты реакторов на тепловых нейтронах, где гафний работает как поглотитель без образования долгоживущих радиоактивных изотопов. В реакторах ВВЭР и кипящих реакторах полосы идут на сборки поглощающих элементов, а также на экраны биологической защиты.

В металлургии полоса ГФИ-2 служит легирующей добавкой при выплавке жаропрочных никелевых и кобальтовых сплавов, вводимой в расплав в виде мерных полос. В электронной промышленности тонкие полосы применяют для геттеров в вакуумных приборах и для изготовления электродов газоразрядных ламп. В химическом аппаратостроении гафниевую полосу используют как конструкционный материал для узлов, контактирующих с агрессивными средами при температурах выше 300 C.

• Атомная энергетика — поглощающие элементы СУЗ, экраны, компенсаторы.
• Металлургия — легирование жаропрочных сплавов на никелевой и кобальтовой основе.
• Электроника — геттеры, катоды, электроды газоразрядных приборов.
• Химическое машиностроение — реакторы, теплообменники, работающие в кислотах.
• Плазменная техника — электроды и элементы футеровки плазмотронов.

Обработка и сварка

Полоса ГФИ-2 удовлетворительно деформируется в холодном состоянии при степенях обжатия до 30 % с промежуточными отжигами в вакууме при 800–900 C. Сварку выполняют в среде аргона или в камере с контролируемой атмосферой; кислород и азот вызывают охрупчивание шва. Резку ведут на гильотинных ножницах или лазером без термического повреждения кромки.

Вопросы и ответы