Ванадиевый пруток ВнП-2 в Минске


Ванадиевый пруток ВнП-2: технические характеристики и области применения

Ванадиевый пруток ВнП-2 — полуфабрикат из пластичного ванадия технической чистоты, получаемый методами вакуумно-дугового или электронно-лучевого переплава с последующей горячей деформацией. Марка ВнП-2 регламентирует содержание основного элемента не менее 99,5 % и лимитирует примеси внедрения — кислород, азот, углерод, — определяющие пластичность и жаропрочность металла. Продукция поставляется в виде круглого проката диаметром от 8 до 60 мм в отожжённом состоянии.

Химический состав и структура

Металл выплавляется в вакууме, что обеспечивает низкое газонасыщение и отсутствие неметаллических включений. Структура — однофазный твёрдый раствор с объёмно-центрированной кубической решёткой. Контролируемые примеси:

  • кислород — не более 0,05 %;
  • азот — не более 0,02 %;
  • углерод — не более 0,02 %;
  • железо — не более 0,15 %;
  • кремний — не более 0,10 %;
  • алюминий — не более 0,05 %.

Низкое содержание элементов внедрения сохраняет ударную вязкость при отрицательных температурах и обеспечивает способность к холодной деформации без промежуточных отжигов.

Физико-механические свойства

Ванадий ВнП-2 сочетает высокую температуру плавления с умеренной плотностью и стойкостью к ряду агрессивных сред. Ключевые параметры приведены в таблице.

ПараметрЗначениеЕдиницаУсловияМетод контроля
Плотность6,11г/см20 CГОСТ 8.024
Температура плавления1910C—справочные данные
Предел прочности350–450МПа20 C, отожжённыйГОСТ 1497
Относительное удлинение20–28%20 CГОСТ 1497
Твёрдость70–90HB20 CГОСТ 9012
Модуль упругости128ГПа20 Cдинамический метод

Технологические особенности

Пруток ВнП-2 обрабатывается резанием с применением твердосплавного инструмента и интенсивного охлаждения. При токарной обработке наблюдается склонность к наростообразованию, поэтому назначают повышенные скорости резания и малые подачи. Сварка выполняется в защитной атмосфере аргона или в вакууме; дуговая сварка на воздухе приводит к насыщению металла кислородом и азотом с потерей пластичности. Холодная деформация возможна со степенями обжатия до 70 % без промежуточной термообработки.

Области применения

Благодаря сочетанию жаропрочности, коррозионной стойкости и малому сечению захвата нейтронов ванадиевый пруток ВнП-2 востребован в следующих системах и производствах:

  • облицовка и конструкционные элементы термоядерных реакторов и исследовательских установок;
  • детали геттерных насосов и вакуумных камер высокого разрешения;
  • тигли и оснастка для плавки титановых и циркониевых сплавов;
  • элементы теплообменников в среде расплавленных щелочных металлов;
  • мишени и катоды для магнетронного напыления функциональных покрытий;
  • детали криогенной техники, работающие при температурах до –200 C.

Нормативная база и приёмка

Поставка осуществляется по техническим условиям изготовителя, согласованным с потребителем. Контролируются химический состав, макро- и микроструктура, механические свойства при растяжении, а также отсутствие поверхностных дефектов. Пруток проходит ультразвуковой контроль на внутренние несплошности. Допускается изготовление мерных заготовок по чертежам заказчика.

Вопросы и ответы

Чем марка ВнП-2 отличается от ВнМ-1?

ВнП-2 — ванадий повышенной чистоты с регламентированным содержанием примесей внедрения, тогда как ВнМ-1 относится к ванадию с более высоким газонасыщением и применяется в менее ответственных узлах.

При какой температуре эксплуатируется пруток ВнП-2?

Изделия сохраняют прочность до 600–700 C в вакууме или инертной среде; на воздухе выше 400 C начинается интенсивное окисление.

Возможна ли сварка ванадиевого прутка на воздухе?

Нет. Сварку ведут только в вакууме или в среде аргона, поскольку кислород и азот воздуха вызывают охрупчивание шва.

Какой инструмент применяется для обработки резанием?

Используют твердосплавные пластины класса ВК с износостойким покрытием и обильное охлаждение; режимы назначают с повышенной скоростью и малой подачей.