Гафниевый пруток ЦГ-20 в Минске


Гафниевый пруток ЦГ-20: характеристики, сортамент и применение

Гафниевый пруток марки ЦГ-20 — металлургическая продукция из пластичного гафния, полученного по технологии йодидного рафинирования. Марка ЦГ-20 расшифровывается как «цирконий-гафниевый» продукт высокой чистоты: содержание основного элемента — не менее 99,7 %, суммарная доля примесей металлов — не более 0,3 %. Такой уровень чистоты достигается за счёт термической диссоциации тетрайодида гафния на раскалённой вольфрамовой нити при температуре 1300–1500 C, что обеспечивает минимальное содержание кислорода, азота и углерода в готовом металле.

Прутки ЦГ-20 поставляются в горячекатаном, холоднотянутом или шлифованном состоянии. Типовые диаметры — от 3 до 60 мм, длина мерная — 500–2000 мм. Предел прочности при растяжении в отожжённом состоянии составляет 300–450 МПа, относительное удлинение — 20–35 %. Твёрдость по Бринеллю — 120–180 HB. Температура плавления гафния — 2233 C, что определяет его применение в высокотемпературных узлах.

Сортамент и технические параметры

Диаметр, ммСостояние поставкиПредел прочности, МПаОтносительное удлинение, %Типовое применение
3–8Холоднотянутый, отожжённый350–42025–35Электроды, датчики
10–20Горячекатаный300–40020–30Ядерные реакторы
25–40Кованый, шлифованный320–43018–28Мишени распыления
45–60Горячепрессованный280–38015–25Химическая аппаратура

Области применения

  • Управляющие стержни и поглощающие элементы ядерных реакторов на тепловых нейтронах — гафний имеет сечение захвата 105 барн.
  • Мишени магнетронного распыления для нанесения тонкоплёночных покрытий в микроэлектронике.
  • Электроды для плазменной резки и сварки в среде инертных газов.
  • Конструкционные элементы химического оборудования для агрессивных сред, включая соляную и серную кислоты.
  • Геттеры в вакуумных системах и газоразрядных приборах.
  • Легирующие добавки при производстве жаропрочных никелевых сплавов.

Технологические особенности

Гафниевый пруток ЦГ-20 обрабатывается резанием с применением твердосплавного инструмента. При токарной обработке рекомендуется скорость резания 30–60 м/мин и обильное охлаждение. Сварка возможна в среде аргона дуговым методом, однако требует защиты обратной стороны шва от окисления. Пластическая деформация при комнатной температуре ограничена из-за склонности к наклёпу — промежуточные отжиги проводятся в вакууме при 800–900 C.

Прутки ЦГ-20 устойчивы к коррозии в морской воде, влажной атмосфере и большинстве минеральных кислот. Взаимодействие с расплавленными щелочами и фтором при высоких температурах ограничивает применение в отдельных химических процессах.

Вопросы и ответы

Чем марка ЦГ-20 отличается от ЦГ-40?

Марка ЦГ-20 содержит не менее 99,7 % гафния, марка ЦГ-40 — не менее 99,4 %. Разница определяется допустимым содержанием примесей циркония, железа и титана, что влияет на ядерно-физические характеристики.

Какое сечение захвата нейтронов у гафния?

Сечение захвата тепловых нейтронов гафния составляет около 105 барн, что значительно превышает аналогичный показатель циркония (0,18 барн) и обеспечивает эффективное поглощение в стержнях СУЗ.

При какой температуре проводится отжиг прутков ЦГ-20?

Рекристаллизационный отжиг выполняется в вакууме не хуже 10 Па при 800–900 C с выдержкой 1–2 часа и последующим медленным охлаждением.

Возможна ли поставка прутков ЦГ-20 нестандартного диаметра?

Да, прутки изготавливаются по индивидуальному заказу с диаметром от 2 до 100 мм. Отклонение по диаметру для шлифованных прутков — не более h9.