Корзина
Ваша корзина пуста!
Это никогда не поздно исправить :)
Ниобиевый лист ТУ 48-19-284-84: технические характеристики и области применения
Ниобиевый лист по ТУ 48-19-284-84 — это деформированный полуфабрикат из ниобия марок Нб1 и Нб2, полученный холодной прокаткой с промежуточными вакуумными отжигами. Стандарт регламентирует толщину от 0,1 до 6,0 мм, ширину до 600 мм и длину до 1500 мм, а также предельные отклонения по геометрии, состояние поставки (отожжённый или нагартованный) и нормы содержания примесей внедрения. Ниобий относится к тугоплавким металлам с температурой плавления 2468 C, сохраняет пластичность при глубоком охлаждении и обладает низким сечением захвата тепловых нейтронов — 1,15 барн.
Химический состав и механические свойства
Марка Нб1 характеризуется суммарным содержанием примесей внедрения не более 0,15 %, марка Нб2 — не более 0,25 %. Кислород, азот, углерод и водород являются основными элементами, определяющими твёрдость и склонность к хрупкому разрушению. Регламентируется также содержание тантала, железа, кремния и титана. Механические характеристики зависят от состояния поставки: отожжённый лист демонстрирует относительное удлинение не менее 25 %, нагартованный — повышенный предел прочности при снижении пластичности.
| Параметр | Нб1 (отожжённый) | Нб2 (отожжённый) | Нб1 (нагартованный) | Метод контроля |
|---|---|---|---|---|
| Предел прочности, МПа | 220–280 | 240–300 | 380–520 | ГОСТ 1497 |
| Предел текучести, МПа | 120–170 | 140–190 | 320–450 | ГОСТ 1497 |
| Относительное удлинение, % | 25 | 20 | 4 | ГОСТ 1497 |
| Твёрдость HV | 80 | 90 | 120–160 | ГОСТ 2999 |
| Сумма примесей внедрения, % | 0,15 | 0,25 | 0,15 | ГОСТ 18385 |
Технологические особенности производства
Исходной шихтой служит ниобиевый порошок или слиток, полученный электронно-лучевой плавкой либо алюминотермическим восстановлением. Прокатка ведётся на станах холодной прокатки с промежуточными отжигами в вакуумных печах сопротивления при остаточном давлении не выше 1,3 10 Па и температуре 1100–1300 C. Вакуумный отжиг обеспечивает удаление водорода и частичное раскисление металла. Финальная отделка включает травление в смеси плавиковой и азотной кислот, обрезку кромок на гильотинных ножницах и правку на листоправильных машинах. Контроль толщины выполняется микрометрами и ультразвуковыми толщиномерами, сплошность — методом вакуумного пузырькового течеискания.
Области применения
- Футеровка реакторов и автоклавов в производстве особо чистых реактивов и люминофоров.
- Токоподводящие элементы и аноды в электролитических ваннах для нанесения гальванических покрытий.
- Геттерные экраны и детали вакуумных камер установок магнетронного напыления.
- Конструкционные элементы сверхпроводящих магнитов в ускорителях и томографах.
- Тепловые трубы и капиллярные испарители в системах терморегулирования космических аппаратов.
- Промежуточные вставки при диффузионной сварке титана со сталью и медью.
Условия эксплуатации и совместимость
Ниобиевый лист сохраняет работоспособность в интервале от –196 C до 1100 C в вакууме или инертной среде. При нагреве выше 400 C на воздухе наблюдается интенсивное окисление с образованием оксидов NbO и NbO, поэтому высокотемпературные узлы требуют защитной атмосферы аргона или гелия. Металл стоек к воздействию большинства минеральных кислот, за исключением плавиковой и смесей, содержащих фторид-ионы. В контакте с расплавленными щелочами и жидкометаллическими теплоносителями (натрий, литий) ниобий проявляет высокую коррозионную стойкость. Сварка выполняется в камерах с контролируемой атмосферой аргонодуговым методом или электронным лучом.
Вопросы и ответы
Чем отличается ниобиевый лист Нб1 от Нб2 по ТУ 48-19-284-84?
Марка Нб1 допускает суммарное содержание примесей внедрения не более 0,15 %, марка Нб2 — не более 0,25 %. Нб1 применяется в ответственных узлах, где требуется максимальная пластичность и минимальное газовыделение в вакууме.
При какой температуре проводится вакуумный отжиг ниобиевого листа?
Промежуточные и финальные отжиги выполняются при 1100–1300 C в вакууме не хуже 1,3 10 Па. Режим подбирается по толщине листа и требуемому уровню механических свойств.
Можно ли эксплуатировать ниобиевый лист на воздухе при высокой температуре?
Без защитной атмосферы нагрев выше 400 C приводит к интенсивному окислению. Для работы при 600–1100 C необходима среда аргона, гелия или вакуум.
Какие примеси нормируются в ниобиевом листе помимо внедрённых газов?
ТУ регламентирует содержание тантала, железа, кремния, титана и ряда других металлических примесей. Тантал является наиболее трудноудаляемой примесью из-за близости физико-химических свойств.