Гафниевый лист ГФН-10 в Минске

Гафниевый лист ГФН-10: характеристики, сортамент и применение

Гафниевый лист ГФН-10 — полуфабрикат из металлического гафния марки ГФН-10, получаемый прокаткой слитков вакуумно-дугового или электронно-лучевого переплава. Марка ГФН-10 относится к гафнию технической чистоты с суммарным содержанием примесей не более 0,5 % и регламентированным содержанием циркония. Лист сохраняет низкое сечение захвата тепловых нейтронов — около 0,185 барн, что определяет его применение в ядерной энергетике.

Технические параметры листа ГФН-10

Гафний обладает плотностью 13,31 г/см и температурой плавления 2233 C. Лист ГФН-10 поставляется в отожжённом или горячекатаном состоянии с травленой поверхностью. Предел прочности при растяжении — 380–520 МПа, предел текучести — не менее 220 МПа, относительное удлинение — 20–30 %. Твёрдость по Бринеллю — 120–160 HB. Модуль упругости — 78 ГПа.

Пластичность гафния позволяет гнуть лист в холодном состоянии при минимальном радиусе гиба, равном двум толщинам. Свариваемость ограничена: применяют аргонодуговую сварку в камере с контролируемой атмосферой, поскольку при нагреве выше 400 C металл интенсивно поглощает кислород, азот и водород с образованием хрупких фаз.

Сортамент и состояние поставки

• Горячекатаный лист толщиной 4–10 мм с травленой поверхностью.
• Холоднокатаный лист толщиной 0,5–3 мм с шероховатостью Ra 2,5 мкм.
• Отожжённый лист с рекристаллизованной структурой для последующей штамповки.
• Лист в виде полос шириной до 600 мм и длиной до 2000 мм.
• Заготовки под фрезерование для изготовления дисков и экранов.

Применение листа ГФН-10

Основной потребитель гафниевого листа ГФН-10 — атомная промышленность. Из него изготавливают стержни и вкладыши органов СУЗ реакторов на тепловых нейтронах, где гафний выполняет функцию поглотителя без образования долгоживущих радиоактивных изотопов. Лист применяется в экранах биологической защиты исследовательских реакторов и в облицовке контейнеров для транспортировки отработавшего топлива.

В металлургии лист ГФН-10 используют как геттер в камерах электронно-лучевых установок и установок ионного напыления: гафний связывает остаточный кислород и азот при давлении 10–10 Па. В химическом аппаратостроении из листа изготавливают футеровку реакторов, работающих с горячими растворами щелочей и агрессивными средами при температуре до 300 C.

В электронной технике лист служит материалом для геттеров в вакуумных приборах и для электродов в плазменных источниках. В авиакосмической отрасли — для элементов сопел и теплозащиты, работающих в окислительной среде при температуре до 600 C.

Обработка и условия эксплуатации

Механическая обработка листа ГФН-10 ведётся твердосплавным инструментом на пониженных скоростях резания из-за склонности гафния к налипанию. Отжиг проводят в вакууме при 800–1000 C. Эксплуатационный ресурс изделий из листа определяется сохранением механических свойств после нейтронного облучения: радиационное охрупчивание проявляется при флюенсе выше 10 нейтр/см.

Вопросы и ответы