Танталовый пруток ТУ 95.234-80 в Минске

Танталовый пруток ТУ 95.234-80: технические характеристики и области применения

Танталовый пруток по ТУ 95.234-80 — металлопродукция из пластичного тугоплавкого металла, получаемая методами вакуумно-дугового или электронно-лучевого переплава с последующей горячей деформацией и механической обработкой. Стандарт регламентирует сортамент, химический состав, механические свойства и методы испытаний прутков круглого сечения диаметром от 3 до 60 мм. Материал сохраняет пластичность при криогенных температурах, обладает высокой коррозионной стойкостью в агрессивных средах и низким сечением захвата тепловых нейтронов.

Сортамент и технические параметры

Прутки поставляются в горячекатаном, кованом или холоднотянутом состоянии без термической обработки либо с отжигом в вакууме. Кривизна прутков не превышает 0,5 % длины для диаметров до 20 мм и 1,0 % для больших сечений. Предельные отклонения по диаметру соответствуют квалитетам h11–h14 в зависимости от способа изготовления.

Химический состав и примеси

Материал соответствует марке тантала не ниже ТВЧ (тантал высокой чистоты). Массовая доля основного элемента — не менее 99,9 %. Лимитируемые примеси:

• кислород — не более 0,015 %;
• азот — не более 0,010 %;
• углерод — не более 0,005 %;
• водород — не более 0,002 %;
• железо — не более 0,005 %;
• кремний — не более 0,003 %.

Суммарное содержание примесей внедрения определяет твёрдость и технологическую пластичность при последующей обработке давлением. Превышение норм по кислороду и азоту приводит к охрупчиванию при гибке и волочении.

Физико-механические свойства

Тантал по ТУ 95.234-80 характеризуется температурой плавления 2996 C, плотностью 16,65 г/см и модулем упругости 186 ГПа. Коэффициент теплового расширения в диапазоне 20–100 C составляет 6,5 10 К. Теплопроводность — 57,5 Вт/(мК). Удельное электрическое сопротивление — 0,135 мкОмм.

Пруток сохраняет ударную вязкость при охлаждении до –196 C, что позволяет применять его в криогенной технике. Сечение захвата тепловых нейтронов — 20,6 барн, что существенно ниже, чем у ниобия и циркония.

Области применения

• Химическое машиностроение: изготовление теплообменников, реакторов, автоклавов для переработки агрессивных кислот (серной, соляной, азотной) при температурах до 200 C.
• Электронная промышленность: аноды, геттеры, элементы вакуумных приборов, конденсаторы с высокой удельной ёмкостью.
• Медицина: имплантаты, костные фиксаторы, стоматологические протезы благодаря биосовместимости и отсутствию токсичных продуктов коррозии.
• Аэрокосмическая отрасль: сопла ракетных двигателей, теплозащитные экраны, детали газотурбинных установок.
• Ядерная энергетика: конструкционные элементы реакторов на быстрых нейтронах, оболочки ТВЭЛов.
• Приборостроение: чувствительные элементы датчиков давления и температуры, работающие в агрессивных средах.

Технологические особенности обработки

Механическая обработка прутков осуществляется твердосплавным инструментом с обильным охлаждением. Точение и фрезерование сопровождаются низкой теплопроводностью материала, что требует снижения режимов резания на 30–40 % по сравнению со сталями. Сварка выполняется в среде аргона или гелия с предварительной зачисткой кромок. Гибка возможна в холодном состоянии при радиусе не менее двух диаметров.

Вопросы и ответы