Йодидный гафний в прутках ГОСТ 22517-77 в Минске

Йодидный гафний в прутках ГОСТ 22517-77: свойства, марки и применение

Йодидный гафний в прутках по ГОСТ 22517-77 — металл, полученный методом йодидного рафинирования (транспортная реакция через тетрайодид гафния HfI₄), с чистотой по гафнию не менее 99,9 % и суммарным содержанием примесей на уровне 0,1–0,3 %. Стандарт нормирует химический состав, размеры и состояние поверхности прутков, предназначенных для дальнейшей вакуумно-дуговой, электронно-лучевой или зонной переплавки, а также для прямого изготовления деталей.

Технические характеристики прутков

Йодидный гафний отличается низким содержанием циркония — ключевой примеси, определяющей ядерно-физические свойства. В прутках по ГОСТ 22517-77 массовая доля циркония не превышает 0,5–1,0 % в зависимости от категории, что обеспечивает высокое сечение захвата тепловых нейтронов. Металл имеет гексагональную плотноупакованную решётку (-Hf) при нормальных условиях и полиморфное превращение в объёмно-центрированную кубическую -фазу при 1743 C.

• Плотность — 13,31 г/см
• Температура плавления — 2233 C
• Предел прочности при растяжении — 300–450 МПа (в отожжённом состоянии)
• Твёрдость по Виккерсу — 1500–2000 МПа
• Модуль упругости — 78 ГПа
• Сечение захвата тепловых нейтронов — 104 барн

Химический состав и примеси

ГОСТ 22517-77 регламентирует предельно допустимые содержания примесей внедрения и металлических элементов. Кислород, азот, углерод и водород контролируются особо, поскольку их присутствие охрупчивает металл и снижает коррозионную стойкость в высокотемпературных средах.

Сортамент и размеры

Прутки йодидного гафния поставляются диаметром от 10 до 100 мм, длиной от 300 до 1500 мм. Поверхность прутков не должна иметь трещин, расслоений и шлаковых включений. Допускается зачистка локальных дефектов на глубину не более предельного минусового отклонения диаметра. Кривизна прутков не превышает 1,5 % длины.

• Диаметр — 10–30 мм (горячепрессованные)
• Диаметр — 30–60 мм (кованые)
• Диаметр — 60–100 мм (точеные)
• Длина — 300–1500 мм
• Предельные отклонения по диаметру — 0,5–2,0 мм

Области применения

Йодидный гафний в прутках востребован в атомной энергетике для изготовления стержней управления и защиты реакторов (СУЗ), поскольку высокое сечение захвата нейтронов позволяет эффективно регулировать реактивность. В металлургии прутки служат шихтовой заготовкой для вакуумно-дугового переплава при производстве жаропрочных и коррозионностойких сплавов на никелевой и кобальтовой основе.

• Атомная энергетика — стержни СУЗ, поглощающие элементы, экраны
• Металлургия — шихта для ВДП и ЭЛП, легирование суперсплавов
• Электроника — мишени для магнетронного напыления, геттеры
• Химическое машиностроение — детали, работающие в агрессивных средах
• Плазменная техника — электроды, сопла, катоды

Условия эксплуатации и обработки

При механической обработке йодидного гафния наблюдается склонность к налипанию на режущий инструмент, что требует применения твёрдосплавного инструмента с износостойкими покрытиями и обильного охлаждения. Сварка выполняется в среде аргона или в вакууме; при нагреве выше 400 C на воздухе металл интенсивно окисляется с образованием оксидной плёнки HfO₂. Прутки хранят в сухих отапливаемых помещениях при относительной влажности не более 70 %.

Вопросы и ответы