Ванадиевый слиток ВНМ-1 в Минске

Ванадиевый слиток ВНМ-1: технические характеристики и применение

Ванадиевый слиток ВНМ-1 — это литой полуфабрикат из технического ванадия, получаемый методом вакуумно-дугового или электронно-лучевого переплава. Марка ВНМ-1 относится к группе ванадия нелегированного (ВН) с индексом «М», указывающим на модифицированную технологию рафинирования, обеспечивающую пониженное содержание газовых примесей и металлических включений. Материал поставляется в виде слитков цилиндрической или прямоугольной формы, предназначенных для последующей пластической деформации — ковки, прокатки, волочения.

Химический состав и структурные особенности

Основу сплава составляет ванадий (базовая основа — не менее 99,5 %). Легирующими элементами выступают примеси, содержание которых строго регламентировано. Ключевая особенность ВНМ-1 — низкое содержание кислорода, азота и углерода, что достигается за счет многократного вакуумного переплава. Это обеспечивает высокую пластичность слитка при комнатной температуре и снижает склонность к хрупкому разрушению при последующей деформации.

• Ванадий — основа, не менее 99,5 %
• Кислород — не более 0,03 %
• Азот — не более 0,01 %
• Углерод — не более 0,02 %
• Железо — не более 0,05 %
• Кремний — не более 0,04 %

Микроструктура слитка ВНМ-1 — крупнозернистая литая, с характерной дендритной ликвацией, устраняемой в процессе последующей горячей деформации. Для улучшения обрабатываемости давлением слитки перед ковкой подвергают гомогенизирующему отжигу при температуре 1100–1200 C в вакууме или инертной среде.

Физико-механические параметры

Ванадиевый слиток ВНМ-1 демонстрирует сочетание высокой температуры плавления и умеренной плотности, что делает его востребованным в отраслях, где требуется стойкость к высокотемпературному окислению и коррозионному воздействию. Механические свойства слитка в литом состоянии характеризуются пониженной пластичностью, поэтому для получения рабочих характеристик требуется обязательная деформационная обработка.

Технологические режимы обработки

Слитки ВНМ-1 перерабатываются методами горячей деформации. Температурный интервал ковки составляет 950–1150 C. Нагрев заготовок проводится в электропечах с защитной атмосферой аргона или в вакуумных печах для предотвращения насыщения кислородом и азотом. Степень деформации за один нагрев не должна превышать 40–50 % во избежание образования трещин. После ковки рекомендуется промежуточный отжиг при 900–1000 C в течение 1–2 часов.

Холодная деформация слитков ВНМ-1 без предварительной горячей обработки нецелесообразна из-за низкой пластичности литого металла. Для получения тонких листов и лент применяют многопереходную прокатку с промежуточными вакуумными отжигами. Волочение проволоки из ванадия ВНМ-1 осуществляется с применением смазок на основе дисульфида молибдена при скоростях 5–15 м/мин.

Промышленное применение

Ванадиевые слитки ВНМ-1 используются в качестве исходного материала для производства полуфабрикатов, применяемых в атомной энергетике, аэрокосмической отрасли и химическом машиностроении. Из ванадия ВНМ-1 изготавливают оболочки тепловыделяющих элементов, мишени для ионного распыления, детали вакуумных установок, работающих при температурах до 800 C, а также компоненты жидкометаллических контуров с теплоносителем на основе лития или натрия.

В электронной промышленности слитки ВНМ-1 перерабатываются в фольгу и ленты для производства анодов электролитических конденсаторов. В химической отрасли из ванадия ВНМ-1 изготавливают детали аппаратуры, контактирующей с агрессивными средами — соляной и серной кислотой при повышенных температурах. Дополнительно материал востребован в производстве сверхпроводящих соединений VGa и VSi, для чего слитки переплавляют с галлием или кремнием в вакуумных индукционных печах.

Контроль качества и приемка

Каждая партия слитков ВНМ-1 проходит входной контроль химического состава методом атомно-эмиссионной спектрометрии. Контроль газовых примесей выполняется методом восстановительного плавления в инертной среде. Поверхность слитков осматривается на отсутствие раковин, трещин и инородных включений. Допускается зачистка поверхностных дефектов абразивным инструментом с последующим контролем геометрических размеров.

Вопросы и ответы