Ниобиевый лист ТУ 95.311-75 в Минске

Ниобиевый лист ТУ 95.311-75: характеристики, марки и применение

Ниобиевый лист по ТУ 95.311-75 — это деформированный полуфабрикат из ниобия технической чистоты марок Нб1 и Нб2, выпускаемый в виде холоднокатаных и горячекатаных полос толщиной от 0,1 до 10 мм. Ниобий — тугоплавкий металл с температурой плавления 2468 C, плотностью 8,57 г/см и модулем упругости около 105 ГПа. Благодаря объёмно-центрированной кубической решётке он сохраняет пластичность при криогенных температурах и не проявляет хрупкости до –196 C и ниже. Технические условия регламентируют химический состав, механические свойства, предельные отклонения по толщине и качество поверхности листа.

Нормативные требования и марки

ТУ 95.311-75 устанавливают содержание примесей внедрения, определяющих твёрдость и пластичность металла. Кислород, азот, углерод и водород существенно повышают предел текучести и снижают относительное удлинение, поэтому их концентрация жёстко нормируется. Лист поставляется в отожжённом или нагартованном состоянии с травленой либо механически зачищенной поверхностью.

• Нб1 — суммарное содержание примесей внедрения не более 0,15 %, применяется для ответственных узлов
• Нб2 — суммарное содержание примесей внедрения не более 0,25 %, для общепромышленного применения
• Нб1а — регламентированное содержание тантала, для электроники и сверхпроводящих элементов
• Состояние поставки: отожжённый (мягкий) или нагартованный (твёрдый)
• Толщина: 0,1–10 мм; ширина: до 600 мм; длина: до 2000 мм
• Кромки: обрезные или необрезные, без расслоений и трещин

Механические и физические свойства

Отожжённый ниобиевый лист демонстрирует предел прочности 240–350 МПа при относительном удлинении 20–35 %. Нагартованный металл имеет предел прочности до 600 МПа при удлинении 2–8 %. Модуль упругости слабо зависит от температуры, что позволяет использовать лист в расчётах упругих элементов криогенной техники. Теплопроводность ниобия — около 53 Вт/(мК) при 20 C, удельное электрическое сопротивление — 0,15 мкОмм.

Технологические особенности

Ниобий активно поглощает кислород, азот и водород при температурах выше 400 C, поэтому горячую обработку и отжиг выполняют в вакууме не хуже 110 Па или в среде инертных газов высокой чистоты. Сварку листа ведут в камерах с контролируемой атмосферой методом электронно-лучевой или аргоно-дуговой сварки. Холодная прокатка возможна без промежуточных отжигов при степенях обжатия до 70–80 %. Лист хорошо поддаётся штамповке, гибке и глубокой вытяжке в отожжённом состоянии.

Области применения

Ниобиевый лист ТУ 95.311-75 востребован там, где требуется сочетание тугоплавкости, коррозионной стойкости и низкого сечения захвата тепловых нейтронов (1,1 барн).

• Оболочки тепловыделяющих элементов и конструкционные элементы активной зоны ядерных реакторов
• Сверхпроводящие магниты: матрица для проводов NbTi и NbSn в ускорителях и томографах
• Химическая аппаратура для агрессивных сред, включая расплавы щелочных металлов
• Аноды и геттеры в электровакуумных приборах, тиглях для высокотемпературного синтеза
• Криогенные трубопроводы и уплотнительные элементы систем с жидким гелием
• Мишени и фольги в ускорительной технике и ионно-плазменных установках

Вопросы и ответы