Йодидный гафний в прутках ГФИ-2 в Минске

Прутки из йодидного гафния ГФИ-2: состав и нормативная база

Йодидный гафний марки ГФИ-2 — это реакторный металл высокой чистоты, получаемый методом йодидного рафинирования в герметичных аппаратах с последующей вакуумной плавкой. В отличие от технических марок, полученных магниетермическим восстановлением, ГФИ-2 характеризуется пониженным содержанием газовых примесей и металлических включений, что определяет его применение в изделиях атомной энергетики и специальной электронике.

Прутки ГФИ-2 поставляются в горячепрессованном или кованом состоянии с последующей механической обработкой. Химический состав регламентируется ТУ 95.466-98 и контролируется по каждому слитку. Содержание гафния в марке ГФИ-2 составляет не менее 99,5 %, при этом суммарная доля циркония, титана, алюминия и железа ограничена сотыми долями процента. Нормируется также содержание кислорода, азота и углерода, поскольку эти элементы влияют на коррозионную стойкость и механические свойства готовых изделий.

Технические характеристики прутков ГФИ-2

Механические свойства прутков из йодидного гафния определяются текстурой, формируемой при деформации, и размером зерна. После горячей ковки и отжига при 850–950 C материал приобретает равноосную структуру с пределом прочности 350–450 МПа и относительным удлинением 20–30 %. Твёрдость по Виккерсу находится в диапазоне 150–190 HV.

Прутки ГФИ-2 обладают высоким сечением захвата тепловых нейтронов — 115 барн, что делает их функциональным материалом для органов регулирования ядерных реакторов. Рабочая температура эксплуатации в активной зоне ограничена 350 C, выше которой начинается заметное окисление на воздухе и взаимодействие с водяным теплоносителем.

Применение прутков ГФИ-2

Основной объём потребления прутков ГФИ-2 приходится на изготовление поглощающих элементов и стержней системы управления и защиты (СУЗ) водо-водяных энергетических реакторов. Высокое сечение захвата нейтронов и устойчивость к коррозии в воде при 300–350 C позволяют использовать гафний без защитных оболочек в условиях нейтронного облучения.

В электронной промышленности прутки ГФИ-2 применяются для производства катодов мощных генераторных ламп и мишеней рентгеновских трубок. Чистота материала обеспечивает стабильную эмиссионную способность и минимальное газовыделение при вакуумной откачке приборов.

Дополнительные направления использования включают:

• легирующие добавки в жаропрочные никелевые сплавы для лопаток газотурбинных двигателей;
• мишени для ионно-плазменного напыления покрытий в микроэлектронике;
• контейнеры и тигли для плавки тугоплавких металлов в вакуумных печах;
• электроды для дуговой сварки в инертной атмосфере;
• контрольные образцы для калибровки спектрометров и анализаторов.

Особенности обработки и контроля качества

Прутки ГФИ-2 склонны к газонасыщению при нагреве на воздухе, поэтому все термические операции проводятся в вакууме не хуже 110 Па или в атмосфере очищенного аргона. Механическая обработка выполняется с применением смазочно-охлаждающих жидкостей на водной основе, исключающих хлорсодержащие присадки, которые вызывают точечную коррозию.

Приёмка каждой партии сопровождается ультразвуковым контролем сплошности и проверкой химического состава на образцах от обоих концов прутка. Допуск на диаметр устанавливается по 9-му квалитету, кривизна не превышает 1 мм на метр длины. По требованию заказчика проводится контроль механических свойств при температуре 350 C, имитирующей условия эксплуатации в активной зоне.

Вопросы и ответы