Меерсон Г.А., Гагаринский Ю.В. (ред.). Металлургия циркония

Подождите немного. Документ загружается.

!82

мвтАллуРгия цу\Ркония

цирконию

примерно

до

5 вес.

оь'

оказь|вается'

существенно

не

влияют

на

условия

спекания.

3втел<тические

системы'

например

циркон14!4_

бериллтай

[102],

представляют

собой

особь:й

слу_

чай. ||равильное

спекание

таких

}материалов

требует и3учения

диаграммь|

состоянья

и зависит

о1

т6го, ка!<ие

свойства

>келательно

полрить.

Ао_

стпных

екомендаций

по оптимальнь!м

условия[|1

спекания

цирконийбериллиевь|х

или

цирконий_

магниевь1х

сплавов

не имеется,

однако

и3учение

имеющихся

литературнь|х

даннь!х

по этим

дву'11

системам

дол)кно

послу)|(ить

исходным

материа-

лом

ш|я

выбора

рея(!!]}1ов

спекания.

|[оскольку.9

т0чки

3Р.9нця

применения

!АеР_

ных

реакторах

цирконийурановь|е

сплавы-пред_

ставляют

3начительный

интерес'

0Ё)1Ф

п!Фве'

дено

широкое

!*|у|ение

[104]'

этой

системы.

Ёа

фиг.

115

йредставлецо

влияние

с-о_держан_ия

ур1ч1

Ёа

рпотненпе

при спекании.

Ра

фиг.

116

117

привещйы

даннЁе

сплаве

циркония

4 вес.

о/,

урана.

9становлено;

что

в сплавах;

содер)кащ!0(,:[},],;

20 вес.

о|

урана,с

}величением

с-одержания

пФ'

след|!его

д'|я

гомогени3ации

потре0овалось

увел!{_

чить врем'|

и температуру.

€

увелй:лением

с0дер-

жания

урана упл0тнение

та[оке

3:1ме&г[яетоя'

но в

мен

ьпце!Ё фЁ:л.6Ёи;

чёй.

г'9м6генгваци1.

пр

ишерн

ыё

оц!'щфЁ'ё;

ущ.ория

спекания

ш|я

нескольких

сплавоБ,

приго19вленных

и3

смеси

^порошков

гидр|{да,,,фдкония,'крупность|о

---:-325

м€ц

металйическбцо_

щагта::

та(ой

)ке крупностью,

,;"';}:.

г,з;!.{"'1.*''

;;:

','

]';

:1';:1;;

' '

].]

?а6яллца

, :.{,.!.{;".{:];,;?:..1....,-.=:

::.

: :: . ..-

9пптдпальль:е

п9одол)|о!тельность

теппе_

:Р'}Р1!дскавшя

для

сплавов

|шРцоч[туран

!1ро0

олхса

тпельпосзпь спе

ка''ця,чась'

Фиг. 115.

|4зотермы'

пок:вывающие

в.,|ияние

содеР

жа[!и'!

урана

ш!

}'|ш1оп!ение

сп.,1авов |ц.|рхоний_уран

результате

спекания в

течение

:-9-зе

при

Раа'|ичншх

темперацрах

[951. ]

Брикегы

прессова'|и

,'р,

,*'*й

т,}

й*:дз

сл;фп

поро!!|'(ов'

г!{дрида

цвркония

металлвческ9то

урч..црРв9сгь1о

_326

}1еш,.

..'

...,

.,.

6,03

,39

в,зв

&а5

6,35-

6о0

ерхса

п са

уРа

на,

вес.

"/'

{

;

1150

ц,

}

ъч

|о

приведены

в табл.48. €месь

поро1шков брикетиро-

вали при

удельном

давлении

-7,7

пт/сл2.

€войства

совершенно

плотных и гомогенизи-

рованных

сплавов,

полученных

методами

по-

рошковой

металлургии'

напомЁнают

свойства

литых

сплавов.

€

другой

сторонь|' эти

свойства

часто

отличаются

от

свойств литых

сплав0в

|'{

могут бь:ть

более

или

менее

приемлемь! в зависи-

_\{ости

от

специальнь|х

требований. €печенньтй

с]|лав мо}кно подвергать

термообработке или

об-

работ:<е

/(авление{тт

целью

!'зменения свойств,

т-по

этом

}|аправ.']е}{{|1{

проведено

мало

исслед0вани[_|.

Ф и

г. 116.

8лияние

продол)ките.,ьносги

и температРы

спекания

на

уплотнение

и гомоген[8ацию

сплав!|

'иркФ

н||я с

4о/'

урана [94].

!|лотносгь,а/сл'.

: ]

€плавы

цирконий_0лово'

приготовленные

мето-

д:1ми

порошковой

:}1еталлургии'

имеют

хорошую

корр0зионную

стойко-сть

и приемлемую

пластич'

носй.

||оследняя

работа

по

циркониевооловян-

но]!1у

сплаву'

пригот0вленному

из

циркониевог0

пор0шка

высокой

чист0ть|,

показь|ваец

что

мето'

дами

порошковой

}1еталлургии

м0жно

пригото_

вить

сплавы

с ис!сг|ючительно

вь:сокой

пластич-

ностью

и коррозионной

стойкостью.

||рименяв-

шийся

в этой

работе

цирк0ниевьтй

порошок

содер-

}(ал

}1енее 0,003%

а30та и

менее 0,2о/'

кислорода.

щ5

ц5

97,0

с;

6а

!оа

с!Ф

=Б

ё9

(!5

о.

>'з

-о

:чю

чФ

+-о

о.в

5Б'

яо

Фе

(!*

5Ё

б-

Бо

о.ь

>.9

9Ё

:'з

ьэ

вв

о.о

х='

.'=

-х

я5

цо

:}ё*'

Ф*

Ё6

-о

.А

Ё(

ат

!я

о.й

Фэ

=о

Фо

нЁ

ьо

п*

ёь

с)ь

Ф:

ьЁ

Ф5

Ёя

но

н3

.о.

|Ё

о9

!д

)

с|

{т)

;

и)

с)

Ё)

с!

у'

6о

с}

со

(\!

|'б

(о

|,!

(э

Ф|

(д

с\!

({|

с)

ц,

1.,

!')

[/)

о"

!')

с'

.т

о)

(п

с'

<п

о!

|а

(г)

Ф)

|84

мвтАллуРгия

циРкония

лит

в РАтуРА 40.

к.}з!

[. Р.,

Р1а!ег!а|з

а. !т[е!!эо6з,36,

(1952).

41. 5.,га

.|.

6.,^ !г-9ц

А9е,170,

м 8,88

(1952).

42.

5![п1попв

Ф.

![.,-Ё6е|йап

к.

Ё., йаг[шз

\7.,

]у[е!а!

Рго9г.,63.

-$ч

3. 73

(1953).

49. 9'|0гпап

ц.

п1.,'

шАрр

(наст||ое

сообщенлпе)_

#. 9..

о 0. тц: | п

.]-._-6'--

шАРо

(н'астное

сообщение1.

{5.

8!_еРп9п8__ш.

ш.,

61|б'ег1

н. |,.,

'ве]::

-4.'|1

,,7!гсоп|цгп

ап0

71гсоп|цгп

А11оуз'',

р.

:а1,

А$й,

€|еуе]ап0.

1953.

46.}ауЁоп

п.\м.'

А]|ег

с.м..

вьег1з \РР.\:

81!1|,

Рер.

Авсо-3499.

Фс1обег'24.

1952.

|7.|.,з1.ег

Ё..$.,

шдРб

(настное

сообщение).

49. !!

п !-

А.

.|.,

шАРо-(настное

сообщенис!).

49. 7усоп|цп

Рго3гезз

&ер9г[,

Рер.

Бй

!1-в4;

Арг;| 10,

1954.

58. |!!!|еп0а[1

тй/.{.,

8 г

Б. 0-,\!'го

}т_

1о

п !.

м.,

./._

Ё|ес!гос!тй.

5?с., 99,' :вт

1:э3з!.

51. А |

ц 11 Р.

в.,"з

!г!е

е г

ё.ь.'- ||"й'.

е,!ессгос!теп'

-_.$ос.,

8ц 195 (1945).

52.|1,ауе.9

Б.

?.,

)'!!||пн

в. о..

&обегзоп

А.!у|.,

|гапв.

А$м' 42.

6Ф

(1950).-

53. н-1уез_8;?;,

Ёге6

е!;

с!.!., ъ|11|п3

Ё,. }.,

!у1е|а!

Ргояг.'

61.

.}чгч

в3

(1952!.

54. 6

г-6_9

п.

в.,'

Ё| ц

г'{

г }:

ту.

.|.,

|п

,,7|гсоп!шп

ап6

йгсоп|шгп

А11оуз,,,

р.

131,"А5й,"€1ете1ап0,

1053.'

:.{,..,,-',

.',

*. !'ге'па

Р.

к.,

1шАРо

(настное

сообщение)"

56.

Р_гц.з

!,.8.'

ш_АРо

(з!стное

сообщение).'

57.

ш 0

\[/. |-.'

-!..,

|п

,.2!гсоп!ц.гп

апё 2|{'соп1шп

А||оуз",

р.

146,

-Авм,

с!еуе:ап0.

1953.

!Р.-$Ёеп3е|

Р..с.,

уАРо

(настное

сообщение).

!9. [:о8е_ !.- ц.,

шАРо

(н!стное

сообщение).'

60.

Агпо|,с

8.\|'.;

8егяз6п

в.. |

оетРепв?е!п

Р''

м!т.ще1а1|шг9Ёа1

?говге5$

Рерог1

Арг|1 ап0

йау

1947.

91''Рчск

с.,

цАч!

(настное_

сообщение).

92{.!;;

*Ё; #Ёй

:Ё""й:{"[й]йЁ

сообщение).

63.

А-|*-'-|'{.

9.,' т1!огсЁ'оо!(.

\44/. Б.,'Ре!.

_.',ц|}|([1|;'.,..

]:::

''€_{...'1

^-'].]ш|_|ъ}цщ]';.'::]

.'Ё;;!

64"$.*]з

га

ё4''

:}-,1'кер.

]РР4Р!:(й'189,

1'.}шпе

1 . :]-]]

*уФ.1;.{'-;1'..?':

]:1

65,.

{'1.3,ф$,в

:':,}'.*+,

]8еа9

-!фоде'

6ёпег?|!:йее11п91'61

Айёг;сап 1гоп ]п0

${ее| |пв[|1ц{е;

[.}..

йау

21.: уэь|.',

66. н-+!зра*ъ

!.,

ке:6.

:тмдрб.пй--{Ф:йагс[

30,

1953.'

':._';:;:с]

91. 4'п

| 6

9.,

Рер.

м|т-1029,

8ер{егп0ег

16,

1949.

68..][ас[егеу

п.

в., !п

пер.

дшьц3оа,

$ер[егпбег

Ф,

1949.

69.

[оеч|епз1е|п

Р.,

Рер.

м1т-1045.

!9'|:-о9шепв*е|п

р.,

&ц!р.

м1т-Рь-9, йагс}:

19Ф'

!\. )

а!

ар а1а

!.,

тй/АРо'(настное

со6бщенгле).

72.Ртепс1т

п.

$.,

мауег

с. н.. Рга1Ё

Р.

$.,

Рер.

Б8€Фг'-400'

!ёсегпбег

31.' 1952.

73. }:[о!

ап6

Р.А.,

ша

1<ег

о.

Ё..

&ер.

Аш|

-гг'_72,

$ер1епбег

3ц

1951.

74.

€гоше|1

Р.

(настное

сообщение).

75.

ш_9|ап(

_8.А.,

Ф'(ее

{е

6.8.,

Рер.

Аг:![_5110.,

йау

1953.

76.8оцп0в

А.

!!1.

(настное

сообщение).

77. }[о!ап(

Р.

А.,

&ер.

Аш|-РР-325а.

78. ]:[огЁ}: Агпег|сап

Ат1а[!оп,

1пс.

(настное

сообшение).

79. 1(

а г

!. А., йа!ег!а|в

а. Р1е!!ао4з,32'!'{э

2,52

(1950).

80. м9_6е1.гу

8.}(.,

|цзЁгпап

8.,

!гапв.А1!|1[у1Ё,

197,284

(1953).

9!. !!

, 0

е \:{'.

_|.,

-}г.,

&ер.

1й/АР[-[-46,

.}шпе

1953.

9?. {азбег9

А.[.,

шАРо (настное

соббщение).

83.

Рцззе1!

н.

ш. е1

а|.,

&еЁ.

вм[-Р_35, 9есегпбег

1950.

84.

}цп&ег!еу

Р..}.,

Р|е63ег

Р., }ап|апо

[.,

Ри

|!о п

.}.,'[гапз.

А|Р1Р1д,

191, 1003

(1951).

[лава

свАРкА,

пАикА

и чистовАя

оБРАБ0ткА

циРкония

спосоБь!

совдинвния

дуговАя

свАРкА

/т1артппн

|]ирконий

хорошо

сваривае!ся.

Фн

горазд0

луч1ше

поддается

сварке'

чем

некоторь|е

и3

рас-

пространеннь|х конструкционнь|х

материалов,

как'

например'

многие

легир0ваннь|е

стали и

некоторь[е

алюминиевь|е

сплавь|. .[!егко

полу-

чить

качественнь1е

сварнь!е швы

хорошим

вне[1г

Ф и

г.

118. ||оперечный

ргзгиб образцов сварнь[х

т|]вов

1!]!астин

толщиной 2,54

лл, изготовленнь|х ллз слтлава

губ-

чатого

цир|(о}!}|я

2,5 вес.

о/'

олоьа. х \.

образец сРаре|{

камере

с контролируемой

атмосферой

(атмо-

сфера гелия); б

образец

сваре'{

||а открытом воздухе

промь|!1!-

ленной горелкой без

6аг:|ить|

с обе}{х

сторо}| свар1{ого

1!1ва.

ним

в!'д0м.

йеталл

|.1меет'т:изкий

коэффициент

тепл0вог0

расширения'

что

способствует

умень-

1шению кор0бления

пр0цессе сварки.

Бследствие

низк0го

модуля

упруг0сти

циркония

гот0вом

сварном

шве

0стат0чнь|е

напря)кен\4я;

п0_види_

мому'

малы.

||ригодность

циркония

для

производства

свар-

нь|х

изделий

часто иллюстрировалась

при сварке

анал0гичнь!х

деталей

из

цирк0ния

таких

металл0в'

как

нержавеющая

сталь;;

сварные

детали

из

нержавеющей

стали'получались

очень

сильно

перек0[ценнь]ми' а

и3

циркоАБ$

'--

п0чти

;.;;:

без

коробления.

}спешную

сварку] к!}пны:{

''1

и весьма

сло)кнь|х

по

форме

и3делий

йз'

цирк0-

..:

ния можно

показать

на производстве

реакцион_

]

н0г0 аппарата'

футерованного

цирконием;.

этот

;

аппарат

пр9дна3нацался

для

содержания

про-

дукт0в

оч9нь

вьпсокой

химической акгивностью'','

н-а испь!тательной

станции

|орногр

бюро

в :.]

Флбани

[1].

Ёукаких

затруднений,

связат!нР1_.'

г0ряч}|м

или

холодны;|1

растрескиванием

в свар_]':':

нь|х с0единениях

чистого

циркония

толщиной

до,

!2,7

:шх,

н е встретилось.

8ключения

не

соетав]]яют

проблемь:

при

сварке

циркония.

}то

объясняется

тем, что

металл является

сильнь|м

раств0рителем

по отн01шению к

своей

собственной

окиси

у1'

поскольку

при сварке

не применяют

никаких

флюсов,

йопадание

флюса

исключено.

цирк0ниевь|х

сварнь|х швах

можно

обна_

ру}кить

некоторую

пористость. Б

слуиае

появ_

ления

п0ристости

'ее

мо}кно обьхчно

устра'

нить

реличением

силь| тока сварки'

уменьшением

скорости

сварки

ил[1

примег|ение^{

предваритель-

н0г0

под0грева.

Фсновной

проблемой' встречающейся

{'ру1

сварке

циРк0!{ия'

является

загрязнение

его

кис_

]1ород0м

и азотом

в03духа. Большая

часть

труг

н0стей, в03никающих

пр0цессе сварки'

также

необходимость

принят!|я мер пред0ст0рожности

связань1 с этой

проблемой.

1ехника

сварки.

||ри повьлшен!|ь1х

температу_

|)ах

цшрк0ни:!

бь:стро

реагирует

кисл0р0до-м

азот0}1

воздуха.

Ёебольш:ие кол!{чества

обоих

г.'1. 7.

свА!'|(А, |1;\[1!(А и ч|.{стовАя

оБРАБо1'к.\

|1}.1Р1(о}{}!я

187

га30в

п0вь{шаюттверд0сть

пр0чность

на

растя}ке-

н1]|е

сни)|{ают

пластичность

металла. Блияние

3агРязнени}]

на пр0ч}{0сть

сварных

шв0в

цирк0_

11д||

п6(?3ано

на

фиг.

118.

€варной

ш0в,

сделан_

!ый

на открь|т0л1 в03духе

без

дополнительн0й

за_

11т4!Б\'

твер)ке

и менее

пластичен

вследствие за-

грязнения

кислород0м

и аз0том.

||ри испьттании

{а

изгиб

чаще всего

и3гиб

наблюдался

за

преде-

лами

сварн0г0

1шва.

Блиян:де

содержания

кис-

л0р0да

на_ пластичность

циркония

[2]

показано

уа фиг.

119.

(роме

того' 3агря3нен|{е

аз0т0м

м0жет влиять

иа

к0рр0зи0нную

стойк0сть

цирк0ния

в нек0то-

рых

средах.

сварнь|е [швь1'

сделаннь|е

в атм0сфере'

!одерх<ащей

0,1

объемн.

.А

аз0та, наст0лько

за_

гря3\1ялись,

что

к0рро3и0нная

ст0йк0сть

в в0де-

при

315"

(см.

гл. 11)

резко

падала.

Фиг. 12о

п0казь|вает

влияние

загрязнения

".'а30том

на

корр0зи0нную

стойкость

мест сварки

среде

в0дяного пара

при

температуре

400'[3].

8лияние

загря3нения

примесями

не0чищенного

]]

3дщи1Ё0|о

газа на

корро3ионную

стойкость

свар;

ных

швов в в0дном

раств0ре уранил,?ульфата

[4]

пр!4

2ф" показаЁо н1

4иг.

!э[.'

|',,кон,4я

кислород0м

и а3отом

методь[

луговой

сварки

можно применять

только в

атмосфере

.инертного

газа.

Большую

часть сварнь[х

соедине-

ний

|4з.цирк0ния

до

сих

пор

изготавливали

мето_

д0м

дуговой

сварки

волФрамовым

электр0дом'

, [{споль3уя

в качестве

защитной

атмосферы гелий

или

аргон.

-[ишь

небольшое

количестБо

работ

бьгпо проведено

применением

мет0да

луговой

:\$

\:.$.{

:,::ё|'

::\:х}:1

113:;:1:

и г. 120.

8лиян:те 3агря3нения

дртом на

коррозион.

ную стойкость сварных

соединёнлй:в

гщркония

[3].

9казано содер)кание ,шота в

защитной

атпосфере

при

сварке.

после

сварки

;

';:'".*:#_}#"*у.'*ки

в среде водя-

(огда

прил1е|]яют

метод

щтовой

сварки

волфрамовь|м

электродом'

3ац{кта,

которую обе-

спечивает

стандартная

промы||1ленная горелка

для дуг0в0й

сварки

с вольфрамовым

электродом,

недостат0чна.

||опадание

воздуха в

струю защитн0го

газа

увеличивает

тверд0сть

по виккерсу

на

50-_60

единиц

по срав!1е}{ию

твердостью исходной сва-

риваем0й

пол0сь1

[4].

14спьттан!!я

пока3али'

что

мног0сл0йнь1е

сварньте

11]вь! м0ггг

погл0щать

до

0,2

вес.

о/'

азота

т0м случае'

}Фгда сварка про-

изв0дится

стандарт|{0й

горелкой' а

сварнь1е

1пвь[

пл0хо

очищаются

между

пр0хо]ами горелки.

'11,ля

эффекгив:тоЁт

защить1

шеобходипто пре-

д0хра[{ять

расплав-]е}:тть:й

метатл,

горяний

ме-

талл по3адиэлектрода'

также

йратную ст0рону

свар'{ого

1пва.

это требует

луншей

защитной

атмс)-

сферь:,

чем

та' к0тору]о

0беспеч1вает

стандартная

горелка

с вольфрамовь[м

электр0"1ом.

йожно

при-

менять

горелки

с п0дви)кной

защитой.

€варной

ш0в

при этом

пред0хРа}1яется

тюзади

элекгрода.

\о

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

€о0ср>канае

кислоро0а,

вес.

'/"

Ф::г.

119. Б;тлтят:г.]е

к||слорода

на пласт|{чность

цпр-

конлтя

[2].

Расчетная

длина

образца 25,4 !'!м,

сваркп*

расходуемь[м

электр0дом

среде

инерт_

н0г0

га3а.

Б настоящее время

еще

нет

достаточ_

н0г0

количества

доступньтх даннь|х'

к0т0рьте

по-

зв0лили

бьт

дать

оценку

эт0му .1!1ет0ду.

18в

мвтАллуРгия

циРкония

1акие

горелки

получ|1ли сейчас

пр0мь|1[{ленн0е

применение

для

титана им0гут

применяться

для

циркония.

Фбратная

ст0р0на сварного

шва

м0}кет

пр едохра

ятьс я

применением

камерь| с

инертнь|м

кладку л1ожн0

}!е

применять.

этом случае

тР}ба

нап0лняется

гел!|ем

или

аргоном

с небольшим

пол0жительным

давлением.

Баумен

и ||оттер

[5}

0п!1сали

гелиево-дуг0вую

сварку

цирк0ниев;[х

лист0в

(толщиной

от

0,39

до

\,25-

мм)

ё применЁ_

нием

следующей

мет0дики.

[ва

параллельнь|х

меднь|х

прижима

при

п0м0щи

пневматической

системь!

пл0т}|0

прижимают

два

куска' п0длежа-

щие

сварке,

массивгтой

медной

подкладке

па-

зом.

|!ргтжимь1

ск0нструировань|

так'

что

прижи-

мают

свариваемь|е

куски не

т0льк0

вни3'

н0

друг

другу.

3то

обеспечивает

легк0е

сжатие

с0единяемь|х

куск0в в

пр0цессе

сварки.

9станов-

лена

целесообразн0сть

применений

аргона

для

подвижной

защить|

в пр0цессе

сваркй,

так

как

более

тяжельтй

газ

(аргон)

облад!ет

луч1пими

защитнь|ми

свойствами

при

применении

п0дходя-

щей

горелки,

чем

гелий.

|-!ри

сварке

ц]{ркон!.|я

по

эт0му

мет0ду

нет

необходимости

расчленении

на

участки

сть|ковь|х

сварнь|х

||]вов

длин0й

до

отличие

0т

нержавеющеЁ

стали

других

мате-

риалов.

Благодаря

низкому

коэффйг|иенту

ли-

неиного

расширения циркония

значительг{0

умень[пается

коробление.

Фсновнь|е

характерис-

тики

пр0цесса'

полученные

при

сть|к0вой

сварке

расплавлен![ем'

приводятся

ниже.

€вароннь:й

ток,

.'..

х (толщина

вмлс)-1Ф

€корость

сварки'

лам|.;йт:н

;

.. .

. .

. . . .

381

Расход

гелия

для

защить|

обратной

сторонь1

лл|за,лв|мтзн:...::,,'

......0,14-4,ю

Расход

аргона

для

заййтьг

лицевой

сторояь|

тпва,

м3|л+цн

'.-:.';.

........

0,11--о,17

!дина дуг'1,

!\|'1

Размеры

па&|

подкладки,

м!1|

1цирина

....

'..

2000х(толщинаптатериала)

10%

глубина

....

ю-зш0

х (толщина

материата)

€войства

сварного

соединения

рол

изгиба

180"

при

радиусе

цзгиба

х (толщина

материала)

твердость

1акая

}ке'

как

основного ме_

пг^чность

при

растя-

талла

(губнатого)

жени}!

Разруш:ение

происход[|т

вне

сварт{ого

[цва

Аля

большинства

промь|{шленнь1х

областер"л

применения

м0}кет

бь:ть

достаточн0й

защита,

к0-

т0рая

обеспечивается

0мь|ванием

сварн0г0

шв;|

защит|{ь|м

газом с

лицевой

обратной

сторон.

!ля

весьма

ответственньтх

бластей

применения,

к0гда

загряз|]е}!!{е

д0лжн0

бь:ть

сведено

до

мин].|му]\1а'

необходипто

применять

камеру

к0нтр0лируёмой

атмосфероЁт.

3аранее

указать

слуяай,

когда

-нео

б_

ходимы

такие мерь|

пред0ст0р0)кн0сти'

д0в0ль11и

затруднительно.

|!рименение

камер с

к0г{тр0л0_

русмой

ат1}10сфеРо}_1

создает

больтшие

трудйостш

Фт:г.

121'.

Блцянтае

3агрязнения

примесями

}'з

3ащит-

н0г0

_газа

на-

коррозионную стойкость

сварнь1х

соеди-

нен,{[!

||3

гу0чатого

циркония

уранилсульфате

при

2ф"

[4].

х 2.

Аля

заполнения

:шва

прииейли

иодиднь:й

металл.

сварено в

атмосфере

аргона,

выдерхо(а

час.

;

_б_

сварено

в атмё:сфере

ге]|и'|. вьцеРжка,

100

час.

Фтлг'

.|22.

||риспособление

для

сварки

медной

под_

кладкой, поддер)киРзюшей

атмосфер!

защитного

['а3а

обратной

сторонь|

сварного

:шва.

газ0м..(ля

сварки

пластин

или

листов

м0}кно

при-

менять

меднь!е

подкладки-с

пазами,

к0т0рые

п0дается

инертньтй

газ.

такой

тип

п0дкладки

представлен

на

фиг.

|22.

1одкладка

вь1полняет

д0п0лнительную

функцию

0хла}кдающей

плить|

уме!!ьшает

время

выдер}кки

з0ны

термическ0го

влияния

при

повь|шен1-|ь|х

температурах.

|1ри

|.'зг0т0в.]|е[1!1и

сварнь|х

т1эуб

.ттеталл|1ческую

п0д-

г-|1.

свАР!{А,

пАг1к.\

ч}4стовАя

оБР^Бо1'|(А

ц}4Ркони']

]!|

!{ |];!б0'ге

произв0дстве}{нь!х условиях'

так

как

;'';;;;;;-""1,Б?;й.*,

загрузки

вь1грузки'

9ста-

'*й,!'д'6нь1е

показа1т!дой

на

фиг'

123'

обь:чно

'т'туйали

свариваемь]ми

деталя]\1!{'_откачивали

,}{{..[],,'',я,"

'"ер'нь|м

газ0м'

настоя:цее

.-]'я.щ*

нет

д0стат0чнь1х

даннь1х

по

к0ррози0}1-

гт

сто

йкости

свар

нь|х

соеди

нений

циркон

1'.я

раз_

Ёй,!*

.р.пах.

5то

не

дает

в0зм0жн0сти

опреде-

;;;,

1<^ко*

случае

необходипт0

пр!1л1енение

а0к}1

камере

с к0нтролируептой

айосферой'

"""']'

з,,,,пньуе

еазьт.

Б качестве

защитног0

га3а

',]|"!Б7Ё

цйр*'"",

можно

применять

арг0н

й,й.

Ёр'*еняемые

газь1

д0лжнь1

иметь

по мень-

,1{

й.р,]

стандартную

степ

ен ь

ч и

стоть|'

"-ч:-:::у*

йЁ

.'Ёр"".

€таЁдартньтй

гели

г!,

р^едназначеннь|и

ля

сварки'

с0дер)кит

не

более

0,05

объемн'

]]*й.й.

|танд1ртнь:й

аргон'

предназЁанен-

:#'";;

йй'

м0жет'

содержать

А0

о'2

о*'*}.

"д

Ёримесей.

некот0рь|х

случаях

гпт,тмРЁёЁ[10

в каче9тве

защитного

газа

арг0на

дает

:#;;;;1;'!,*'

ввиду

его

более

вьтсокой

пл0т-

]ЁЁ''

",'во6мо>кно,

ввиду

несколько

луч[ших

ха_

;;;;;р;й;

йуги

| атм6сфер,е

арг0-на'

слунае

Б]Б*'"

д_гля

веёьма

важнь|х

областей

применения

;#;;;

ы';ъ,о

йс,

о,

,зо

вать

^аР

|он _о

со

бо й

сто_

]]]'".БйёБжащий

прйерно

0,05

объемн'

уои-

Ёы:ъ;й-'.'о6.'

йаиества,

||^о]у!ен}|ь1й

тв

Ё;;;;;;6й|о,

имеет

чист0ту-99,999%

во

время

0а3ливки

поставляется

баллонах

отборной

!1Ё'.#'с..".'."".*

"ремени

аргон

гелий

ба_

й,,''*

могут

загрязнйться

газ0вь1ми

примесями'

йй;;й

эти'примёси

не

учить|вались-

при

перв0'

н!,''ь'ом

определении

чист0ть|

газа

;

с0держа_

нй,

э'"*

загрйнений

мо;кет

меняться

в широких

йБ.д.,'*

0т

0дного

баллона

друг0му'

|1римеси

с6стоят

из

паров

масла

или

водяног0

пар4

.некотооь1х

случаях

из

тех

других

пар0в'

Бодя_

|нои

па'р

н'аиболее

часто

встр.ечающаяся

т1р|4-

ьтесь

(в

пл0хих

газ0вь1х

баллонах)'

1акие

баллонь:

|ьа!ф5*йй'ся

из-за

неаккуратного'

обраше|1ия

;.ними

поедь|дущего

потребителя'

17а

заводе'

где

}!:оо'з"с|,"т'йаполнение

баллонов'

0чистить

их

*й;;;;;'_"ру!"'.

}(огда

встречается

баллон

$!ким-либо

газом,

с0дер)кащим

заметн0е

59'::

в0дяног0

пара,

газ

м0жно

просушить

д0

мо'| степени

!тропускан1'1ем

через

к0лонку

осуш

ителем.

.11,альн?:йша

очи

стка

газа

сущест-

пяётся

пропусканием

ег0

через

кол0:_1{.::*:-

аннйм

йглем

при

температуре

}(идк0го

в0з--

и,^

на],

горян6й

кальциево[д

или

уранов0и

ы;;;-"фйе""йй,

так

пос1ч1ч1ч

6].

настоя^щее

время

предп0читается

пос]9-

йй

ток

прямой

полярности

(электц9д^':Рту:

А}я

сварки

цирк0лия_

*91-19

:1с11'

{""1_','.{6яннь:й

^ток

обратной

поляр-

с.,)учае

!;а к0

} 1

це

эл

е!(тР0да'

бц1:у:::.т^

тт ебол

ьш

ие

капельки

расплав.,те:!|-|0го

во.]]ьфрама

}|'

таким

бр'''*,

увелинивается

в03м0}1(ность

загРязг1ения

св)рного

-шва

вольфрам0м'

.'у,'е

примейения

переменн0го

тока

вер0-

ятность

.''р,,"*,"й*у""""",''т'я'

.так

как

об-

;;;;;;;"-ъ.;ьший

об!ем

расплавлен1-[ого

мстал-

;;Ё6).-'й;;бй

,',у'"ть

}полнь:й

пр0вар

листа

данной

толщинь1'

при

пере}1ену9т:'::

больший."'р'''",,Ёток,немприпостоян1-'*:Р']'':

.о-{цдимому,

являетёя

прининой

увеличения

о бъема

расплавленно

го

металла-"[ля

уменьшения

йоз*о>к^т'ости

загря3нения

вольфрамом

)келатель-

но

вь1сокочаст0тное

зажига|тие

дуги'

хотя

для

;;";й;;;Ба

областей

применения_

это

1{е

1!е:

Ё;;;;".^э;"о,к*

электрол1

Р'

фт1:.

усеченн0го

конуса

является

наибёллее

эффе-кгивнъ:й

методом

уй.1,"'.""я

3агря3нения

вольфра}-9м'

14меющиеся

сведения

п0

величине

тока'

к0то_

р"й

^;'фуется

для

сварки циркония'

ограничи_

ваются

отдельнь|ми

слуиаями'

Беличинь1

тока'

й;;;;";й!_

практике

д,я__

сварки

не-

р'й'Б.*ш'х

сталей,

йогут

слу)к]-{::.

качестве

исх0днь|х

даннь1х

_д',

.Ё'рки

цир

кони1

!.?:'ч5;

]1Бр

[о;,

для

п0лн0го

провара

-:!:::

т0лтт1ин0и

о!в''йпри

п0ст0янном

токе

прямой

полярности

нужен

свар0чнь|и

ток

а,

||ру

1переменн0м

;;;;"

-й'й.

д,'

листа

толщиной

|$2

мм

лри

пост0янном

токе

необх0димо

бьтло

а'

|1р|4

;;;;;;;;;"

а.

!ля

полного

пр0вара

листа

;;;й;;;'

мм3а

0дин

проход

бездополнитель-

ного

заполнения

шва

при

п0стоянн0м

токе

пря-

мо

полярн0

сти

п1тр

еоБвалось

1-1-|.

с'

€коро

сть

сваоки

этом

с'унае

с0ставляла

]Р]у_:Р':9'

{{'['["т''й.

д,я

ёварки

циркония

толщин0и

т;:,;

;;-у-'бр'з"",*

тшЁом

при

постоянн0м

токе

(элекгрол

п0ло)кительгтътй)'

Фднако

этом

190

мвтАллуРгия

циРкония

требовалось

!70 а

[4]

при

средней

скорости сварки

75,2

см|лшн.

Аля

3аполнения

шва

при

этом

токе

применялась

пр0волока

диаметр

ом 3,2

лм. €ва

ка

осуществлялась 3а пять

проходов.

€войства сварных соединений.

(иркониевьле

сварнь!е

швы

имеют стру1сгуру превращенной

/фазы,

типичную

для

циркония'

3акаленного

и3

областут температур

вь||ше температуры

а-р-

превращенпя

(862').

3та

струп<тура состоит

из

пластинок

с-фазьп

видман[штетговой структурь1'

|3|5

1426

меньшую

пластичность,

чем

малые

сварные

швы.

имеющие меньпший

размер

зерна

/фазы.

Фднако

убедительных

данных,

подтвер)*(дающих

это'

нет.

9тт<иг чистого

циркония

мо}(ет

устран}пь

Р9_3ультать!-

3акалки

повышенных

температур

[4].

Фиг.

126 показьтвает

влияние от>кига

на

твердость чистого

циркония'

закаленного с

раз_

личнь|х температур.

(онтрольнь:е

испытания

сварнь!х соединений чистого

циркония

показали'

что

от)!(иг

при

температурах

около 815'

умень-

шает их

твердость.

Фтх<иг сварных

соединениг}

цирконийоловян-

нь|х

сплавов

не

сказь|вается в такой степени

на

табп:ца

ао

8лия:гие термообработки на т8ердость сварных соедине-

ний

сплавов

ццрко|!ия

2'5

вес.

олова

п!

с'

Ф-

€

ь_

средняя твердость

по

виккерФ/

!!|

сплав

на

основе

иодид_

стш:ав

на

основе губ-

ного

[|иркония

чатого ||иокония

|емпература

^тигя1сс|

!!!!]!

от>ки!'а',-'с

| |"',"| | |*""|

]

основ-

]

терми_

с.ар_

[

основ-

терм'-

свар-

ной

ческо_

ной

неско_

ной

| мет:ш|л1 гФ в.']и:] 1шов | .||1ета,1л! го в]]и_! [|]ов !

;

[

!яния|

|яния|

}

| !3в !

111

!''в!

'ф!1?9{

19в[

ш1!

причещ

'м0жно

легко заметить очёртания зерен

офазьг.

14зЁестно'

что металл со стукгурой

прев_

ращенной

$фазы

имеет более

высокиетвердость

прочность чем металл

равноосной

с-стр-укг}Р о

й,

которую

имеет

горячекатаный

лист. Р1зщение

условий

термообработки показало' чт0 нагрева-

ние

циркония

вь|[ше температурь!

с_/-превра-

щения

и 3акалка

увеличивают

его твердость.

9величение

твердости

показано графииески на

фиг.

|24

{4].

Рлияние

этого

типа

термообработки

иллюстрируется

на

фиг.

125.

}1еханические

свойства

металла со стру1сгурой

превращенной

!-фазьл

з!висят

от

размера

3ерен

[-фазь:,

полученнь|х

в процессе

термообработки

[7].

9ем больше

ра3мер

зерна

$фазы,

тем больше

прочность

меньше

пластичность.

€ледовательно'

казалось бьп, нто

прочн0сть

циркониевых

свар-

ных

[швов

дол)кна

зависеть

от

фа:ооров'

влия-

ющих

на

размерь|

зерна

[-фазы.

Ёапример, круп-

нь|е сварнь!е

швь1'

которь[е

получают с под0гре-

вом'

надо п0лагать'

должнь[

иметь больший

раз-

мер

3ерна

/-фазьт,

такх(е

большую пр0ч}т0сть или

м9

120

! ,149 !

159

180

ю6! '2\2

7Ф

!22

\441

150

!83

{ ю7 1

2!4'

871

119

141

149

\77

.\ ' ш

'ш1

9{2

{

\48,

'!47.

146

170-

196

Ф2

и3менении свойств.

.Б

табл.49

приве[ена

твер-

дость

сварных сое4инений

сплавов

циркония

2,5 вес.!.

олова

до]

после

от>кига

при

ра:шич-

нь|х температурах.

Более

ш|ительные

выдеРжки

при температурах

отжига, возможно,

оказали

бы

большее

влияние.

?ипичные

механические

свойства чистого

губ'

чатого

и иодидного

циркония

(сварных

швов

основного

металла)

приведены

в табл. 50. €варен'

ный металл ли[шь

незначительно

отличается

0т

основного

металла по

пределу прочноети

тверд0сти'

но

имеет

значительно

больший

предел

текучести и

меньшую

пластичность.

8лияние

тер-

мообработки

на механические

свойства обсуж^а'

ется

даль|'це

гл. 10.

(ак

отмечалось

вь|ше' п0

корро3ионной

стой-

к0

сти

циркон}'евь|х

сварнь!х

соединен пй имеет

ся

очень

мало

сведений. Р1звестн0'

что сварнь|е

соеди'

не}{ия иодидного

циркония

имеют

хорошую

к0р'

р03ионную

стойкость

в воде при 315',

есл!|

сварка

прои3водится

камере

контролируем0и

атмосферой.

Ёсли

тонкий сильно

загрязненнь|[|

гл.

7. св^РкА,

пАйкА

чистовАя

оБРАБот|{А

ци!'|{он|'|я

191

п0верх|]остнь|й

сл0й

стравл!{вают

ил|'1

у|\аляют

меха||ически'

т0 корр0зи0|г

1:.39

стойкость

сварного

шва

в эт0!1

6ре['€

[?(?!

же,

как

основного

ме-

т|алла

(фиг-

|27).

Фиевидн0,

что

да}ке

11д

||0ве!хн0стях'

не

подверга.вшихся

!!'.'.

с_варки

д0п0лнительн0й

обра-

ботке,

корр0зия

ограничивается

заг-

о!3Ё€}{ЁБ|м

п0верхн0стнь|м

сл0ем'

как

!ообщалось ранее

[6]'

к0нцентрир0-

йаг:ной

с0лян0й

кислоте'

с0дерх(ащей

?/л

)келеза'

сварнь|е

швь1

зонь1

{.р1*"н.ског0

влияния

имеют

большую

коррозионную

ст0йкость,

чем

свари-

ваёйьтй

металл.

Азделия

при эт0]\{

бьтли

изготовлень|

из

нелегир0ванного

губчатого

циркония'

вьтплавленн0г0

в'графитов0м

тигле.

€варной

ш]ов

з0на

термического

вл|4яния

имеют

0динак0вую

ск0рость

корр03и-и'

но

точечной-

корр0зйи

здесь'не

наблюда-

ется'

как

это

происход1''т

сваривае-

м0го

металла.

вначале

полагал}|'

что

так0е

поведение

является

следствием

^{еньшего

содержания

углер0да

в свар_

н0м

шве.

настоящее

время'

однако'

считают,

что это

происходит

вследст-

вие

различной

струтоурь|

з0не

свар_

н0г0

1пва

и основногометалла

[8]'

при-

че}1

т0чечную

коррозию

0сновн0го

ме-

талла'

по-видимому'

связь|вают

пРи-

с}тствием

частиц карбида.

?акое

пове-

дение

уже

бьтло

замечен0

при к0рр0_

зи0ннь1х

испь|таниях

растворе

ура-

н:тлсульфата

мо}кно

увидеть

на

обра5цац

показаннь[х

на

фиг.

\21-

Фднако, как

показано

гл. 11, корро-

зи0н}{ая стойкость

циркония

п0д влия_

|{ием

терм0обработки

м0жет

меняться

шир0ких

пределах

зависит

от

вьлб-

ранног0

вида

термообработки

с0с-

тава

сплава.

Различньпе

наблюдения.

Б процессе

развития

техн0логии

пр0изводства

цирк0ния

бь:л замече|{

ряд

отклонений

0т

поведения

нелегир0ванн0го

цир-

к0ния.

Ёекоторьле

и3

них

рассматри-

ваются

этом

разделе.

)(отя

описан-

нь]е

трудности

не в0спрепятствовали

успе1!1-

|]о}"{

сварке

деталей,

0ни

все

)ке

п0казь|вают

нек0-

т0рь|е

0ткл0нения

от о)кидаем0го

п0ведения.

Б сварнь:х

1|]вах

из

иодидн0го

циркония

или

сплавов

йа его

основе

наблюдается

единственньтй

вид

п0рист0сти'

связанн0й

с запуть1ванием

сварн0м

1|]ве

мелких

пу3ь|рьков

инертного

газа.

3ту

порист0сть

мо}кно

устранить

при

соответ-

ствующих

условиях

сварки

к0нструкции

при_

ае

Ф и г.

125.

1т1икрострут<тура

циркония

(изготовлецного

1.орнь:м

бюро)'

нагретого

до р}злинйьлх

-температур

в_течение

мин'

и 3акаленного

в воде.

100.

€ниптки

сделань1

поляризованном

свете

после

полировки,

без

предварительного

травления.

прокатанный

закаленнь_1й.9?60-

;

915а|'е-1ный.с,

921"

;

а-зак;ц]еннь!йс982. ;

0-зака::еннь|й

1!49"'

закаленнь!и

|б1э-.

способлений.

€плавьт

на осн0ве

губчатог0

цирк0-

ния

показь1вают

п0дкорковую

порист0сть'

свя-

занную

улетучива|{ие^1

и3

свариваем0го

металла

0стат0чг1ь1х

примесей,

например

магния.

[|орь:

маль1

и замкнуть!.

|!рактииески

их

устраняют

при-

менением

перекрь1ва|ощих

пР0х0д0в

пламе|{и

дуги

[9].

.[обавка

олова к

цирк0нию'

по-видим0му'

ока-

3ь|вает

влияние

на

жидк0текучесть

расплавлен_

192

мвтАллуРгия

циРкония

н0г0

металла' так как

замечен0'

чт0

применение

прерь|в}1стой

сварки,

достаточное

для

предотвра-

щения

разбрьлзгив

ания

асл лавл

енн0г0 металла

случае

сварки

циркония'

не приемлем0

для

сварки

цирконийол0вяннь|х

сплавов.

3в2

,'!03в

|091

.|'+9

120|'

'260

!''5

7едперапу

ра

аака лхц,'

€

Ф и г.

126.

'3лияние

от)кига ва твердость

закален}|ого

циркония,

изготовленного

1'орньтм

бюро.

|-! после йкалкп;.

|$|после

отхо{г..

при

788';

после

оо{<ига при 89.9'; !>|

пос.,!е от)кига

при

'10з8"

;

образе:!

пр'оцессё отх<ига.при

1038" загРязни]|ся

возд)п(ом.

в тао!,:;'5щр6внйваются

механические

свой-

ства

твердость сварнь|х

шв0в и

основного метал-

ла

для дРух

сплавов'

содержащих

Ф)1Фв.Ф. }!аи-

более

3аметнь|м

вдесь является

Реличение

твер'

д0сти

сварн0го1!'!ва.

как

видно |д} сравнения

Фит. \27.

8нелшний

вид свАрньлх

1пвов

иодидном

ц1|рконии

после вь|дер)кки

в течение

час. в воде

при

315".

а, 6

образец

после

сварки

(верхняя

,аст* занищена)

;

в,

после травления

в течение

мин. в

5%-ной

ЁБ.

результат0в

испь1тания

\|а

изгиб

сварег|нь|х

исх0днь|х листов'

сварнь|е швь1

пластичнь,.

всли

п0верхн0стн0е

загрязнение

удаляют

травлением

или

механически.'

т0

сварнь|е

11]вь|

цирконий-

ол0вян|.!ь|х

сплав0в имеют

х0ро1!:ую к0рр0зи0н-

ную ст0йк0сть

в в0де при

315". Растрескивание

сварнь!х шв0в

замечен0

нек0т0рь|х плавок

цир.

калоя-2.

3то

явление 0бнаруж.ивается в

форйе

единичнь1х

трещр1н'

расп0л0}кеннь|х

параллельн0

сварн0му шву

по границам первоначалБнь!х

39.

рен р-фазь1.

(ак

показано в гл.

10, такие границь!

оказь]ваются

б0л

ее чувствительнь|1ми

растр

ески-

ванию'

чем

сердцевиназерна. €клонность сварн0г0

шва к

растрескиванию

намного

боль1ше в случае

сплав0в,

вь1плавленнь!х

дуг0вь|м

мет0д0м в

атм0-

сфере

арг0на'

чем

сплав0в'

вь|плавленнь|х

частичн0м

вакууме. [ледовательн0' можно п0ла-

гать'

чт0

растрескивание

связано с

присутствием

в материале

летучих

примесей.

Ёезначительн0е

изменение химическ0го с0ста-

ва сплавов

на 0сн0ве

губчатого

цирк0ния

м0жет

вь|звать

больтлое изменение их п0ведения при

сварке

[10].

Ёапример' 0тп1ечень! 0ткл0нения

объеме

расплавленн9-г0

металла и

степени

пр0-

вара шва

между

с!|2тками

циркалоя-2,

ра3личия

в составе к0торьлх

почти

не

улавливаются

хищи-

ческим анализ0м.

]|акие

отклонения' нес0мненн0'

связань1

так)ке

наличием

летучих

веществ в

исх0днь|х

материалах'

т4к

как замечено'

чт0

характеристики

дуги

меняются параллельн0

измен

е1{ иям

е3ультат0в

процесса

сварки.

Фднако

условия

восстановления

плавки

мо)кно вь1дер-

живать

д0статочно

постояннь|ми'

что бь1 0 беспечить

в0спроизв0димь|е

усл0вия

сварки. йсключение

составляют

те случаи,

где

вводятся существеннь|е

к}менения

с0става

сплава',метода

восстан0вления

губки

или

техники

п+авки.

контАктнАя

элвктРосвАРкА

!{асбере

|1о койтактной

электросварке

[11]

циркония

имеется

чрезвь1чайно

мало

к0личественнь|х

дан'

нь1х.

пр0веденная

работа

п0казь|вает' что' кр0ме

в0зм0жнь]х

загрязнений,

других

серьезнь!х

пр00'

лем

при

контактн0й

электросварке

нелегир(}ван'

н0го

циркония

не

встречаетс

я.

Ёсли бьт

не

загря3'

нения сварн0го

11]ва,

п0дготовка

п0верхн0сти

не

имела бьт

сушественного значения.

€варку

м0жн0

произв0дить

на

стандартнь1х

авт0матических

ма'

!1]инах'

н0

доступнь|х

сведений

в отнотпении

силы

применяем0го

свар0чн0го

т0ка или величинь1

дав'

ления

не имеется.

Бьгсокое

электрическ0е

и термическ0е

с0пр0'

тивление и широкий

температурнь:й \1нтерва'''

пластичн0сти

делают

цирконий

его

сплавь\пру1'

годнь]ми

для

электр0к0вки и

электр0вь|саАк''|'

(ирконий

и его

сплавь|

успешн0

подверга ли

т0'^

чечнор1

сварке'

шовной сварке' 7-образной

сварке'

и импульс;ой

сварке.

(оличественн|:е

данньте

А/19

сварки

деталей

стандартнь1х

форм

по

эт||м

мет0'

дам

0тсутствуют'

так

как

больтпйнство

работ

бьл1|0

о_

.о

€

о-