Гафниевый лист ТУ 48-4-501-88 в Минске

Лист гафниевый ТУ 48-4-501-88 — технические характеристики и применение

Лист гафниевый, изготовленный по ТУ 48-4-501-88, представляет собой плоский прокат из технического гафния, получаемый методами холодной и тёплой прокатки с последующей термической обработкой в вакууме. Продукция соответствует требованиям технических условий, регламентирующим химический состав, механические свойства и геометрические параметры листов, предназначенных для изделий атомной энергетики, химического машиностроения и электронной промышленности.

Гафний, используемый для производства листов по данному ТУ, характеризуется высоким сечением захвата тепловых нейтронов — 115 барн, что определяет его применение в качестве материала регулирующих стержней ядерных реакторов. Металл обладает низкой скоростью коррозии в водных средах при высоких температурах и давлении, что делает его пригодным для работы в контурах охлаждения атомных станций.

Сортамент и геометрические параметры

Листы гафниевые по ТУ 48-4-501-88 поставляются в диапазоне толщин от 0,5 до 10,0 мм. Ширина листов составляет 300–600 мм, длина — 500–1500 мм. Предельные отклонения по толщине нормируются в зависимости от класса точности прокатки и составляют 0,05 мм для тонких листов и 0,15 мм для листов толщиной свыше 5 мм.

Поверхность листов не должна иметь трещин, расслоений, плен и посторонних включений. Допускаются незначительные риски, царапины и следы зачистки, не выводящие толщину за предельные отклонения. Серповидность и косина реза контролируются в соответствии с требованиями ТУ.

Химический состав и структура

Содержание основного компонента — гафния — в листах по ТУ 48-4-501-88 составляет не менее 99,5 %. Примеси регламентируются отдельно по каждому элементу:

• цирконий — не более 0,5 %;
• железо — не более 0,05 %;
• кислород — не более 0,05 %;
• азот — не более 0,01 %;
• углерод — не более 0,02 %;
• кремний — не более 0,01 %.

Микроструктура листов после рекристаллизационного отжига представляет собой равноосные зёрна -фазы гексагональной плотноупакованной решётки. Размер зерна контролируется в диапазоне 10–40 мкм, что обеспечивает стабильность механических свойств и технологичность при последующей штамповке и гибке.

Механические свойства

Листы гафниевые в отожжённом состоянии демонстрируют сочетание прочности и пластичности, необходимое для изготовления ответственных деталей методом холодной деформации. Механические характеристики при комнатной температуре приведены в таблице.

При температурах до 300 C гафний сохраняет не менее 70 % прочностных характеристик, зафиксированных при комнатной температуре. Модуль упругости составляет 138 ГПа, плотность — 13,31 г/см. Температура плавления металла — 2233 C.

Коррозионная стойкость и эксплуатационные свойства

Гафний демонстрирует высокую коррозионную стойкость в воде и паре при температурах до 350 C. Скорость коррозии в воде при 300 C не превышает 0,005 мм/год. Материал устойчив в соляной, азотной и серной кислотах умеренных концентраций, а также в щелочных средах.

Листы гафниевые по ТУ 48-4-501-88 применяются для изготовления поглощающих элементов систем управления и защиты ядерных реакторов, тепловыделяющих сборок исследовательских установок, а также для футеровки химических аппаратов, работающих в агрессивных средах при повышенных температурах.

Технология обработки

Гафниевые листы поддаются холодной штамповке, гибке и вытяжке с ограниченными степенями деформации. Радиус гиба при толщине до 3 мм должен составлять не менее 5 толщин материала. Резка выполняется механическим способом, гидроабразивной резкой или электроэрозионным методом. Сварка гафния требует применения аргонодуговой сварки в среде инертного газа высокой чистоты с использованием присадочного материала того же состава.

При проектировании изделий из гафниевого листа необходимо учитывать анизотропию механических свойств, обусловленную текстурой прокатки. Коэффициент анизотропии по пределу текучести в направлении прокатки и поперечном направлении не превышает 1,15.

Контроль качества и приёмка

Каждая партия листов гафниевых проходит входной контроль химического состава, механических испытаний и ультразвуковой дефектоскопии на сплошность. Допускается контроль герметичности материала гелиевым течеискателем при изготовлении изделий ответственного назначения. На каждый лист наносится маркировка с указанием номера плавки, толщины и клейма ОТК.

Вопросы и ответы