Ниобиевый пруток ОСТ 1 92028-90 в Минске

Ниобиевый пруток ОСТ 1 92028-90: технические характеристики и применение

Ниобиевый пруток по ОСТ 1 92028-90 — деформированный полуфабрикат из ниобия марок Нб1 и Нб2, изготовленный методами электронно-лучевой плавки с последующей горячей деформацией и механической обработкой. Стандарт регламентирует сортамент, предельные отклонения размеров, состояние поставки и требования к качеству поверхности прутков круглого и квадратного сечения. Ниобий — тугоплавкий металл с температурой плавления 2468 C, сохраняющий пластичность при криогенных температурах и обладающий низким сечением захвата тепловых нейтронов (1,15 барн).

Сортамент и состояние поставки

ОСТ 1 92028-90 устанавливает диаметры круглых прутков от 6 до 60 мм и стороны квадрата от 8 до 40 мм. Прутки поставляются в горячедеформированном, холоднодеформированном (тянутом) и отожжённом состоянии. Предельные отклонения по диаметру для горячекатаных прутков составляют +0,5/–1,0 мм, для тянутых — h11. Кривизна прутков не превышает 0,5 % длины на 1 м. Длина прутков — от 500 до 2000 мм в зависимости от способа изготовления.

Химический состав и марки

Прутки изготавливают из ниобия марок Нб1 и Нб2 по ГОСТ 16099. Содержание основного элемента — не менее 99,5 % для Нб1 и 99,0 % для Нб2. Лимитируемые примеси:

• тантал — не более 0,1 % (Нб1) и 0,3 % (Нб2);
• кислород — не более 0,02 %;
• азот — не более 0,01 %;
• углерод — не более 0,01 %;
• водород — не более 0,001 %;
• железо, кремний, титан — суммарно не более 0,05 %.

Повышенное содержание тантала снижает теплопроводность и увеличивает удельное электросопротивление. Кислород и азот вызывают твердорастворное упрочнение и охрупчивание при температурах ниже –100 C.

Физико-механические свойства

Модуль упругости ниобия — 105 ГПа. Коэффициент теплового расширения в интервале 20–100 C — 7,3 10 К. Теплопроводность при 20 C — 53,7 Вт/(мК). Удельное электросопротивление — 0,15 мкОмм. Ниобий переходит в сверхпроводящее состояние при 9,2 К. Предел текучести отожжённого ниобия — 100–150 МПа. При нагреве до 500 C прочность снижается незначительно, что позволяет использовать прутки в узлах с рабочими температурами до 1100 C в вакууме или инертной среде.

Области применения

Ниобиевый пруток ОСТ 1 92028-90 применяется в следующих отраслях:

• аэрокосмическая техника — элементы камер сгорания ЖРД, сопловые вкладыши, теплозащитные экраны;
• атомная энергетика — конструкционные элементы оболочек ТВЭЛ, детали активной зоны реакторов на быстрых нейтронах;
• электротехника — токоведущие элементы сверхпроводящих магнитов, криогенных систем;
• химическое машиностроение — детали аппаратов для работы с агрессивными средами при высоких температурах;
• электронная промышленность — геттеры, аноды электровакуумных приборов;
• медицина — имплантаты, не вызывающие магнитных артефактов при МРТ.

Технологические особенности обработки

Ниобий склонен к газонасыщению при нагреве выше 400 C на воздухе. Механическая обработка — точение, фрезерование, шлифование — выполняется с обильным охлаждением. Сварка производится в среде аргона или в вакууме электронным лучом. Отжиг проводят при 1000–1200 C в вакууме не хуже 1 10 Па. Прутки подвергаются ультразвуковому контролю на наличие внутренних дефектов. Поверхность не должна иметь трещин, расслоений, следов окалины и грубых задиров.

Вопросы и ответы