Гафниевый лист ГФИ1: характеристики, сортамент и применение
Гафниевый лист ГФИ1 — полуфабрикат из пластичного гафния технической чистоты, получаемый холодной прокаткой слитков после вакуумно-дугового или электронно-лучевого переплава. Марка ГФИ1 регламентируется техническими условиями на гафний йодидный и соответствует содержанию основного металла не менее 99,9 %. Материал сочетает высокое сечение захвата тепловых нейтронов, коррозионную стойкость в агрессивных средах и способность к глубокой штамповке без промежуточных отжигов.
Лист ГФИ1 поставляется в отожжённом или нагартованном состоянии с травленой либо механически зачищенной поверхностью. Структура — мелкозернистый -гафний с гексагональной плотноупакованной решёткой, что определяет анизотропию механических свойств при прокатке. Пластичность сохраняется в диапазоне от криогенных температур до 400–500 C; выше начинается интенсивное окисление, требующее защитной атмосферы.
Сортамент и геометрические параметры
- Толщина листа — 0,1–6,0 мм; предельные отклонения по ГОСТ 19903 для повышенной точности.
- Ширина — до 600 мм, длина — до 1500 мм в зависимости от партии проката.
- Кромки — обрезные или необрезные, с удалением заусенцев после резки на гильотинных ножницах.
- Состояние поставки — отожжённый (мягкий) либо нагартованный с заданной степенью обжатия.
- Контроль — ультразвуковая дефектоскопия, измерение разнотолщинности, химический анализ по сертификату.
Технические характеристики листа ГФИ1
| Параметр | Значение | Условия | Метод контроля | Единица |
|---|---|---|---|---|
| Плотность | 13,31 | 20 C | пикнометрия | г/см |
| Предел прочности | 440–560 | отожжённый | растяжение | МПа |
| Предел текучести | 250–380 | отожжённый | растяжение | МПа |
| Относительное удлинение | 20–35 | отожжённый | растяжение | % |
| Твёрдость | 150–200 | 20 C | HV | — |
| Сечение захвата | 104 | тепловые нейтроны | спектрометрия | барн |
| Температура плавления | 2233 | атмосферное давление | ДТА | C |
Области применения
Лист ГФИ1 востребован там, где требуется сочетание нейтронопоглощающей способности и коррозионной стойкости. В реакторостроении из него изготовляют стержни СУЗ, экраны и вкладыши биологической защиты исследовательских установок на тепловых нейтронах. В химическом аппаратостроении лист идёт на футеровку реакторов, работающих с горячими растворами кислот и щелочей, а также на изготовление теплообменных элементов.
- Ядерная энергетика — поглощающие элементы, экраны, облицовка контейнеров.
- Химическая промышленность — футеровка ёмкостей, крыльчатки насосов, арматура.
- Электроника — геттеры в вакуумных приборах, мишени для магнетронного напыления.
- Металлургия — легирующие добавки, тигли для плавки тугоплавких металлов.
- Авиакосмическая отрасль — элементы жаростойких узлов с ограничением по массе.
Технологичность и обработка
Лист ГФИ1 удовлетворительно обрабатывается резанием твердосплавным инструментом при обильном охлаждении, сваривается аргонодуговой сваркой в камере с контролируемой атмосферой. Гибы радиусом от 2–3 толщин выполняются без трещин в отожжённом состоянии. Перед нагревом выше 400 C требуется вакуум или инертная среда во избежание образования оксидной плёнки.
Вопросы и ответы
Чем лист ГФИ1 отличается от листа ГФЭ1?
ГФИ1 — йодидный гафний с чистотой не менее 99,9 %, полученный разложением йодида; ГФЭ1 выплавляется электронно-лучевым способом и содержит больше примесей, что снижает пластичность при прокатке.
При какой температуре эксплуатируется лист ГФИ1 без защитной атмосферы?
Длительная работа на воздухе допустима до 400 C; выше начинается интенсивное окисление, поэтому применяют вакуум или аргон.
Поставляется ли лист ГФИ1 с сертификатом химического состава?
Да, каждая партия сопровождается сертификатом с указанием содержания гафния и лимитируемых примесей — железа, циркония, титана, кислорода.
Какой инструмент применяется для резки листа ГФИ1?
Используют твердосплавные резцы и фрезы с износостойким покрытием, гидроабразивную или лазерную резку; обязательна подача СОЖ для отвода тепла.
