Ниобиевый пруток НбЦ-1 в Минске

Ниобиевый пруток НбЦ-1: цирконий-ниобиевый сплав для высокотемпературных и коррозионных сред

Ниобиевый пруток НбЦ-1 — полуфабрикат из ниобий-циркониевого сплава системы Nb–Zr, легированного цирконием в пределах 0,9–1,3 % при содержании ниобия не менее 98 %. Цирконий выполняет функцию твёрдорастворного упрочнителя и одновременно связывает примеси внедрения — кислород, азот и углерод, что сохраняет пластичность металла при комнатной температуре и тормозит охрупчивание в зоне термического влияния сварных швов. Пруток выпускают в горячедеформированном, отожжённом или рекристаллизованном состоянии, диаметром от 3 до 100 мм, длиной до 3000 мм, с шероховатостью поверхности Ra 3,2 мкм после механической обработки.

Технические характеристики и режимы эксплуатации

Сплав НбЦ-1 сохраняет прочностные свойства до 1100 C в вакууме и инертных средах, обладает температурой перехода в хрупкое состояние ниже –196 C, теплопроводностью 52–54 Вт/(мК) и удельным электросопротивлением 0,15–0,17 мкОмм. Модуль упругости — 105 ГПа. Материал немагнитен, имеет малое сечение захвата тепловых нейтронов — 1,1 барн, что определяет его применение в активных зонах реакторных установок.

Области применения

• Оболочки тепловыделяющих элементов и дистанционирующие решётки ядерных реакторов на быстрых нейтронах.
• Тигли, экраны и оснастка вакуумных печей сопротивления и электронно-лучевых установок.
• Анодные узлы и токоподводы в агрессивных электролитах, включая установки электрохимической размерной обработки.
• Детали криогенной арматуры и трубопроводов систем с рабочими температурами до –196 C.
• Элементы ионно-плазменных и магнетронных напылительных систем, работающих в высоком вакууме.
• Токоведущие элементы ускорителей заряженных частиц и сверхпроводящих магнитных систем.

Технологические особенности обработки

Пруток НбЦ-1 обрабатывают резанием твердосплавным инструментом с обильным охлаждением, поскольку сплав склонен к налипанию на режущую кромку. Сварку выполняют в камерах с контролируемой атмосферой аргона или в вакууме не хуже 110 Па; контакт с воздухом выше 400 C приводит к насыщению кислородом и росту твёрдости поверхностного слоя. Отжиг проводят при 1100–1300 C в вакууме с последующим медленным охлаждением для снятия наклёпа после волочения или прокатки.

Вопросы и ответы