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

Подождите немного. Документ загружается.

'з42

м втА.}1л уРги

циР цо

ни

]прореагировал'

тогда как

матрица

осталась срав-

нительно нера3рушенной.

(оррозионная

стой-

кость

циркония

даннь|м

с0дер)канием

углерода

|}1о)кет бьлть

значительно

повышена

путем

прове-

дения

такой обработки,

при

которой происходит

раздробление

диспергирование

карбидной

фазьл

[115].

8редное

вл\4яние

углерода

мо)!шо пРед_

0твратить

та|оке путем

добавки

олова.

?итан. ||ри

добавке

титана

цирконию

наибольшее

ухудшение

корро3ионной

стойкости

циркония

наблюдается при содер)|(ании

титана

пределах

о'1_4оА.

Бне утих пределов

сплавь!

циркония

с титан0м обладают

хорошей

корро_

зионной стойкостью. €ам т||тан вполне

стоек

действию

водь1;

даже

карбид

нем

остается не-

ра3рушенным

во

время

испытания титана на

кор-

роз||р.

€одеря<ание

титана

цирконии

легко сни-

зить

до

небодьших значений.

)/становлено' что

/{ля

получения

матер\4ала

с хоролшей

коррцзион-

ной сто

йкоетью

максимал

ьно

е содер)кание

титана

цирк0нии

дол}кно

составлять

ц008%.

м и н и й. 8редное

вл!4ян14е

алюминия

3аметно

проявляется при содер)кании

более о'РА.

'{ля

полрения хорошей

коррозионной стойкости

циркония

содер)кание алюминия

нем не

должн0

превь|шать

о'о|оь.

в о

д.

3нанале считалось'

что

наличие

водород4'-!

Фрконии

(вплот\до

сосгава

2г|1)

не

вли

ет_ц.а

ёгц

коррозионную стойкофь.,

}ти

дан_

ческ0е 3агрязнение

другие

факторьл,

определя_

ющие состояние

поверхн0сти.

8 слщае

циркония

влияние

с0ст0яния поверхности

мо)кет

бьлть

осо-

бенно

сильнь!м.

Ёа тщательно

подготовленной

поверхности

происходит

образование

защитног0

окисного слоя'

что обусловливает

небольшой

привес

образца

течением

времени.

||ри

пл0хо подготовленной

поверхн0сти

наблюдаейя

образование

рыхлого

белого

окисного

слоя,

течением

времени пр0исходит

значительное

уве-

личение

веса

образца:

цирконий

очень

чувстви_

телен

этом отн0шении'

п0эт0м|

ротя

получе-

ния правильных

ре3ультатов

приготовление

об-

ра3цов

необходимо

проводить

весьма

тщательн0,

как

это

б*9

указано

ранее

ра3д.

<[{етодй

испь:танийл

(с).

}( имически

е за

гр

язн

е н

уця.

|юбая

обработка металла'

связанйая

с загрязнением

его

поверхности

ука3анными

ранее

вреднь!ми

при.

}|.есями'

приводит

снижению

к0ррозионной

стой-

кости

циркония.

3то

особенно

справедл}|80

$?:

но|шении

3агрязнения

поверхно

ст

ц ут б

лижайших

ней

слоев металла

а3отом

момент

образования

к0рки на

металле при

его

ковке или

горячей

про_

катке

на

в03духе:

?акого

рода

3агр*}нения

необ-

ходимо

удалять

металла

механическим

спос0-

бом.

3агрязнение^пов_е_р;н9стц

мета'ш1а

щави-

телем

состава

Ё$о3;нР;н'9л]@

90тш

щойина_

лось

ранеч

происходит

том с}тщае,

еслй

реактив

плохо

0тмьгт.и.'1и.ему

дш1и

высохнуть

на

образце,

Б последнем

щучае,9$разуется

!пераство$имЁи

воде"остат0к.и

ег0 нш1ь3я

удалить

промьвкой.

?акое

загрязнени9".пРщод}гд

к образов!нию

рых_

лого ое.|1ог9

пррду}9&д0ррозип

при

действдти

на

таниях.

ко!1}1я

водорода}

''-_'---'ъ

плохо,от_

или,мене$

|*,Ф''$$

]д,Ф.'ъо.ро

о,5'ь

к'4с'6Ёё)(

стойкость

ци||кония.

|[рисрствпе

(и9;;1оРода

количестве' !

'8,А,

что знач!тгельно

превышает

его

содеря(ание

губнатом металле

и в пруш(ах

иоди-

дного

|{и}кФния1 сильно

влияет на скорость

коррозии

циркония.

!ругие

примеси.

(альций,'

магний,

хлор

кремний

при

0пределенном

содер}(ании

цирконии

сних(ают

его стойкость против

корро-

зии.

9бьтчно содер)кание

этих

элемент0в состав_

ляет

0'0025оА кальция'

<0,о02оуо

магния'

0,0015% хлора и

0,0020о/.

кремния. |'афний,

медь

и волфрам при

обьтнном

их содержании в

цирконии

не

оказь|вают вредного.

вл14,ян\4я.

Ао-

бавки

желе3а'

хр0ма

никеля

полезнь|'

нто будет

обсу>кдаться

при

рассм0трении

легирующих

эле-

}1ентов.

)

Блшянше

с0сп0янця п0верхн0сп11

мепалла на

с1|0р0с1пь

к0рр03ц!1.

(ак

и в случае

других

метал-

-;10в'

|]а

ск0рость

к0рро3ии

циркония

влияет ха-

рактер

обработк:т

ре3анием

и гшлифования,

ху1му!-

мыть]хоора3цов]оыстро

корродирует

дажо

в ла_

бораторной,'атмосфере

прй

кой!татной

темпе_

ратше.

'Фбра-б-отка

ре3анием

шлифо_

и е.

йеханические

операции'

например

об_

работка резанием

шлифование'

приводят

в0з_

никновению

на поверхности

образца

щ}

3амет_

ной

глубине под ней

исках<енного

слоя

металла.

}гот слой

корродирует бь:стрее'

чем

основной

металл.

[|а

фиг.294

показана

связь

между

сте-

пенью

искажения

кристаллической

решетки'

устан0вленной

по

у[|]ирению

рентгеновских

ли_

ний,

поверхностном

сл0е

металла

после

обра-

ботки

рез1ниещ

внешним

вид0м

образца

после

коррозии

[116].

(ак

видно,

образование

белого

пРоА}тоа

корро3ии'

свидетельствующее

об

уско_

ренном

разру[шении

металла'

связано

со сте_

пенью

искажений в

решетке.

Ё{аблюдаемый

эф_

фект

врял

ли мо)кно

объяснить

возникновениед{

наклепа, так

как

других

0пь|тах

было

установ-

лено' что наклеп

не влияет

на

коррозию.

||редпо-

лагается, что поверхностнь:й

слой

матерпала,

подвергавшегося

обработке

резанием

[1л|1

шл14-

г-ц.

1|. 1{()!]Розия

[{иРкония

и вго

сп.г|Авов

3.1з

ф0вке'

покрь|вается

сетью

микр0трсщ||]|'

](от0рь|е

м0гут

задер}кивать

загрязнения

испособствовать

<)бразованию

рь{хлог0

окисла

благодаря гдеболь-

ш0,\1у

эффективн0/!{у

разл1еру

частиц

или возник-

н0вению

вакансий

решетке'

кот0рь|е

ускоряют

дифс!уз:аю

о[(исн0м

слое.

йз

фиг.294

влтд:то,

ито

;\ля

у\аления

слоя

с искаженной

решетл<от"т

птеоб-

х0дим0

путем

травления

снять

слой тол:ц:аной

0,038-0,05\

ллс.

е)

Блстянсте

0еформаца!1

на ск0р0сп1ь

к0рр03ц11.

1-1олагают,

что

влия}{ие

холодной

и горяней

обра-

ботки

]|а

к0рр03и0нг{ую

стойкость

ц1|р[{0ния

весьма

незначительно.

Было

п0казан0'

чт0

де-

ф9Рм15и:

вь|ше

10-20%

пРи

температурах

в43-954"

приводит

несколь1о

более

низйой

коррозионной

стойкости

при

343. п0

срав-

!]ению

материалом'

0т0}к}кеннь!м

указанЁом

тел1пературном

интервале.

.(еформация

п0рядка

60о|лри

температурах

откомйатной

до

733ъ,

по-

видим0му'

не влияет

на

скор0сть

к0рр0зии.

?ю) Блт:янше

пермообрабопкт;

'на

ск0р0с!1!ь

1{0||03!1п

ццрк0нця

ра3л11чн020

прошсхоэк0енпя.

,',

(оррозионная

стойкость

губнатого

циркония'

|\е-

,,;

!€||л?3]|ённо

го

дуге'

зависит

от термоо

бработки.

(оррозионная

стойкость,

образца'

медленно

ох_

ла}кденного с температур

от)кига

9Ф или

1000.,

заметно

вь1|пе'

чем

к0рр0зионная

стойкость

мате_

|[?|0,,

медленно

ох.,1Фкденного

от

800'

и ни)ке

|||7

118].

1\,1атериал'

-3_а_каленньгй

с температур

0тжига-

пределах

500-1000"'

корродирует

0чень больтшой

скор0стью.

}(оррозионная

стой-

{99ть,^-}^худшенная

закалкой

с температур

925-975",

сн0ва

восстанавливается

при

п0втор-

н0п1

от}киге

при

825"

в течение

1 часа

с п0следую-

|!и:\1

}10,(л0нньтм

0хла)кдением.

Ёикакор"т

связи

ме)(;{у

скор0стью

коррозии

.1!1икроструктурой

установить

не

удал0сь.

3лияние

термообраб0тки

полуиенной

струк-

турь|

на

ск0рость

коррозии

иодидн0го

цирк0ния

п0АРобно

не

изучалось.

3акалка

1000"

не-

ск0лько

улуч1!!ает

корр03ионную

стойкость

п0

сравнению

с 0т)киг0м

при

800"

[119]'

т0 вре^1я

как

медленное

охла}т(дение

с 930" сни)кает

кор_

р0з||0}{ную

стойкость

по

сравнению

0т)1(иг0м

при

750"

[120].

слуиае

и0дидног0

цирк0ния

влиян].{е

термообработки

значительно

менее

ясн0

вь|ражен0'

че^{

для

губки,

плавленн0й

дуге,

и]\1еет

пр0тивоп0л0)кньтй

характер.

з)

Блття11!-1е

на

к0рр03шю

напряттсенпя.

Аспьх-

та}1|.{е

к0рр0зи0н!той

стойкости

материала'

п0д-

в_ергавшег0ся

1{апря}кению

д0

предела

текучести'

:те

обнаруЁило

увеличения

ск0р0сти

к0рр0зии.

,)-Блшянце

ч[1с|710!пь!

во0ьт на-скор0сп1ь

к0рр0-

зди.

йзучению

влияния

чист0ть|

в0дь! на

ск0р0сть

[0рр0з'1!'

цирк0|!ия

бьтло

посвящен0

п1ал0

работ.

'още*

к0рр0зи0нная

стойкость

цирк0ния'

по-

ви.]им0му'

г0разд0

менее

чувствительна

при-

д1есям

воде,

чем

примесям

металле.

Аля удоб-

-.,;,

п г.

294.

3лцяхтуте

искажений

ретцетке

поверхност-

ного слоя

на

корро9ионную

стойкость

иод|цного

щ;рко-

ния в водяном

паре

и в с1ш1водяного

ш|ра.с

азото1т при

ства

обсуждения

ионньте

газообра3ные

примеси

или

добавки

рассматриваются

отдельно.

А о нн

ь1 е в

т в

а.

Азучение

вл|]'яния

различнь1х

ионов

растворе

на

коррозию

цирко-

ния

бьтло

ограниче]-]0

ли11]ь

0пь|тами с

небольшой

экспози:.{ией.

€корость

-корр0зии

цирк0ния

910ч9щ

р1створах

!1он'

}{'€гФ',

\а'Б.Ф',

\а'А,1оФ'

\а'\[Ф' при

315'

за_врейя

более

суток незначительн0

0тличалась

от

ск0рости

к0р-

р0зии

в чистор]

воде.

?акие

)ке

результатьт

бьтли

л0лучень!

9 9'!'

раств0рами

\а\Ф',

},[а'€г'Ф',

\аФ[! и

кон

пр}1

260".

.(обавлейие

о,6э'д

\9^'!о.

при

испь1таниях

в течение

суток

при

343" не

оказь1вает

никак0г0

влияния,

кроме сла-

бого

образ0ван11я

.п1ел1(их

трещин.

Фдна1<о

добав-

ление

0,02о/о

\аР

р:меет

очень

сильное

воздей-

ствие.

|4золироват{нь|е

друг

0т

друга

образцьт

за

суток

нах0)1(дения

в так0м

растворе

п1и

343"

п0крь|ваются

пленко:::.

Рсли

же

образць[ сопри_

касаются' т0 пр0].1сходит

более сильное

раз|)у-

[шение' приче|1

некот0]]ь1е

образцьл

распадаются

п0чти

полн0стью.

Разрутпение

нач|{нается

п0

месту

с0прик0сн0ве1]ия

поверхт*0стег"л,

затем

пр0никает

глубь

образца. |10лагают,

что

эт0

связано

у)ке

упод1и|{ав11\имся

дейлствиепт

реа}(_

тива

для

травле|{1{я'

0стающег0ся

на

поверх-

|{0сти

образца,

|1' нес0]\.1ненн0'

связан0

с и3^1ене-

с']

,о

}ъ

сь

А!

!ъ

ц:;

-з

ч.;

з!]

>|'

ь::

в:1

ц]

344

мвтАллуРгия

циРкония

нием прир0дь|

анодн0го

электродного

процесса

присутствии

фторида,

что

0бсу}кдается

ни)ке

ра3д.

<(влияние электролитов на поведение

циркония)).

['а з

ьт. |1рисутствие

раств0ренн0г0

вод0рода

или

кисл0рода

количествах

до

}{ескольких

сотен

кубииеских

сантиметров

на

ка

в0дь1

заметно не

влияет на

к0ррози0нную

стойкость

циркония.

3лияние больгших

концентраций водорода

об-

суждается в следующем

разделе.

€одержание в

в0де азота в

количестве

100

см3|л

достат0чно

для

3аметн0го

увеличения

с1{0р0сти

корр03ии.

йень-

шие

к0личества

а3ота'

по-видим0му'

не

0казьтвают

существенн0го

влияния. [4меются

даннь!е

о т0м'

что небольшие

количества

азота в в0де

усугубля-

ют отрицательн0е влр|яние

иска>кений в п0верх_

н0стнь1х

слоях металла' вь|званнь1х

обработкой

резанием'

на стойкость

циркония

против

к0р_

розии.

Азот наиб0лее сильно

действует

на

цир_

коний,

находясь

в паровой

фазе

вместе с

водянь|м

пар0м.

3тот

вопрос

обсу>кдается

далее.

Бредное

влияние

азота в в0де

пр0является

у)ке

в т0м'

что

0н выделяется

при местном кипении водь|

на_

капливается

в0дян0м

паре'

усил'1вая

корро-

дирующее действие

п0следнего.

||ри испь:тании

цирк0ния

в течение

7 суток

при

343'

в воде' содержащей

0'о2о/о

хл0ра,

отри_

цательного

возд9йств|\я не наблюдалось.

к) Роль

во0оро0а пр!1 к0рр03!1'1

цшрк0н!ая.

1ри

корр03ии

цирк0ния

в в0де вь1деление

водор0да

происходит

по

реакции

Было

показа1{о,

что

часть вь|деляющегося'водо_

р0да

поглощается

ме'таллом

[|2\].

1онкая

фоль-

га' содержание

водорода в

которой

предваритель-

но бьлло сни}кено

до

0,001о/',

вь|держивалась

при

315' в

обезгал<енной воде в течение

14 суток.

Анализ

фольги

на

содерх(ание водор0да пока3ал'

что

около

30о/'

вьтделяющег0ся

водор0да

погл0-

щается

металлом' чт0

свидетельствует

проницае-

мости

окисной пленки

для

водорода.

1аким обра-

з0м'

количество

поглощенного

металлом

водорода

пр0п0рциональн0

степени

к0ррозии. |[ри

добав-

лении2800

см3 водорода

на \

ке водь1 поглощение

его

цирк0ниеп,1

с0ставляет

44-709о/'

по

0тноше_

нию

к к0личеству

газа'

вь1деляющемуся при

вза!|-

модействии

цирк0ния

с водой

в пр0цессе

корр0-

зии.

|1рг:

этом

увеличения

ск0рости

к0рр03ии

не

наблюдалось.

Ёсли

)ке

исх0дном*1еталле

содер-

жал0сь о,07оА водор0да'

то поглощен}1е

им водо_

рода

д0стигает

190_-350о/'

от

к0личества,

образо-

ва}{!4я

которого п1о)кно

бь:.гло бьт

0жидать при

взаимодействии

цирко}|ия

обезгаженгпой

водог'т

при

315". ]а:<им

образопт, вь]с0кое

первоначаль!{ое

содер}\ан|,[е

в0д0ро]1а

в |{ир!(0нии

уск0ряет

п0гл0-

ш\е|!ие

д0|10л|!|4телъ}10!'()

!(ол|11{ества

в0д0р0ца.

Б гл,

указь|вал0сь'

чт0

в0дор0д

,р".';,.':

>|<ании о'001оА

уже

0казь1вает

влиян".-"'

*.*!-

нические

свойства

цирк0ния.

[отя

опреАеленйо

не

бьтло

уста1|овлен0'

чт0 в0д0р0д

сни8?0?

коп-;

р0зи0нную

стойкость,

однак0

существует

м0}кн0сть,

что вод0род'

п0гл0щенньтй

мета','ц.Ё

п0д

0киснь|м сл0ем,

м0жет

0казь|вать

влияние

на.*!

пр0цесс

к0рр03ии благодаря

образованию

гид_.41

рида'

частиць|

к0т0р0г0,

как эт0 будет

показано,!1;

ни)ке'

п0-видимому'

9лу)кат

зародь!ша;\1и

д''

структурнь|х

изменений

пленке,

образовавшег1';Ё

ся в

результате

корр0зии. 3опрос

роли

"'д'р,д*

,'$

при

к0рр0зии

цирк0ния

заслуживает

тщательтлого

,|{

и3учения. ,.ж

'л)

Блтлян11е

ск0р0с[п!!

11р0пеканця

во0ьс

,',-|#

р0спь

к0рр03п!1.

Ёа скорость

к0рр0зии

циркония,

{

стойкого пр0тив

к0рр0зии' ск0р0сть

протеканиЁ.ё

водьт Ае

0ка3ь!вает

влияния

впл0ть

до

9 ,тт|сек.'4.

3то, вероятно,

объясняется

пр0чностью

окисного

слоя'

так)ке

тем,

что при

к0рр03ии

циркония

.,€

в0де гальванические

пр0цессь!'

по

существ},

0т-

-*{

сутствуют.

€корость

к0рр03ии в пр0т0чн0й

воде.';$

цирк0ния

ни3к0го

качества,

вероятн0'

бу.:ет

больше,

чем в стоячей

воде'

вследствие

того,

нто.

эт0м

случае

защитньтй

слой

окисла

неплотно

-,.}

прилегает

]у1еталлу.

Фднако

такие

опьтть:

не,**

пров0дились.

,,',Р#

м)

3летспр0х[1м!1ческ!1е

пр0цессь!

|!ри воздей-

стви|4

корр03и0ннь]х агентов

на

цирк0ний,

обла-

-.4

дающий

вь:сокой

стойкостью

пр0тив

коррозии,

электрохимические п!Ф||€€сь!

по-видимом},

01_

сутствуют.

3то. объясн1ется

эфф;9щивным

п0ляри-_*4!

зационйым]

действием

поБер*й!е?н9гц.

Фоя

окис,..,':.$

ла, плотно прилегающего

кмё'Ё?:лду;,

[ри

корро_''#

зии

цирко|1пя,'

на

кот0ром''ббразуется

рь|хлая'5

окисная пленка' м0г}п'

как

эт9 показали

слунай-

":*

нь:е

на блю

дения'

пр

оисц0дить

элекгр ох имивёски

е'#

процессь|.

.,]!

н)

Блс;янце

пермцческ!1х

ц|1кл0в.

|1роведение

,!!

термических

цикл0в

:не

оказь]вает

влияния

\|а

к0рр0зию

цирк0ния.

Фб

этом свидетельствуют

опь|ть|'

кот0рь1х

цирконий

раз

нагревали 0т

комнатной те]у1пературьл

до

315" и снова

0хлажда-

ли

до

комнатной

температурь[

со ск0р0сть|о

56 ера0|мнн'

причем при

температуре

315"

обра-

3ец в

общей

сложн0сти находился

течеглие

суток.Фтрицательногодействиятакихцикл0вг|а

к0рр0з1{0нную

стор1кость

циркония

не бьтло

обна-

ру}кен0.

о) [{оррозття

|тр!| п1рен!1!1.

€истематическ'{с

опь]ть1 п0 изучени1о

к0ррозии

циркония

при

тре-

нии

горяией в0де не пров0дились.

€луиайно

бь:ло заптечен0' чт0

пересекающиеся

кр0]\{ки

цир-

к0ниевь!х

пластит{0к,

к0т0рь1е

м0гли

свободт:о

вибрировать' при нах0ждении

в пр0т0чной

воде

при 232'

течение 1\1есяца

взаимн0 пр0ника.,1!{

друг

;1руга

}!а

расст0яние

д0

мм. 3то

ука3ь|-

вает

!1а ттеобхо;1тгптость при пр0ведет]ии

испьлтатуи{т

1'.п. 11.

коР1,ози'|

ц.,1Р1{0}{и'|

и Ёго

сг|л-\вов

з45

]{

{]р|{ г]ри}1ене]{ии

цирко!]ия

избе!'{|ть

условиг|,

пРиводящих

трению.

1!)

к0рр0311я

ццр1(0нця

усл0в1!ях

!!р0х0}юоен11'1

чере3

не?0

пепл0в0?0

п0т!0ка.

||ри изотермических

услову1ях

скор0сть

корр0зии

цирк0ния'

облада-

тт)ш{ег0

вь:сокой

стойкостью

против

коРр0з!{и'

под-

ч'4[1яется обьтнному

параболинескому

зак0ну.

€

течет:ием

време}|и

скорость

корр0зии

непрерь|в-

||о

ул1ень|шается.

Бсли на

металле

имеется

толстая

]{0рка

пР0А}тоов

корр0зии'

обладающая

плохой

теплопр0водн0стью'

то

при

прохо}кдении через

}1еталл

теплового

потока

с пост0ян|]ой

мощностью

тед1пература металла

мо)кет

3начительн0 воз-

Расти'-что

приведет

увеличению

скорости

кор-

ро3и14

[1221.

йо>кно

пока3ать'

что при таких

усл0виях

скорость

коррозии сначала

уменьша-

ется,

3атем

непрерь|вно

возрастает.

.|акое

воз-

действие

имеет

особенно

ва)л{ное

значение при

тепловь|х потоках

больтпой

улельной

м0щности.

!(оррозия.г!иркония

водяном

паре прп высо-

ких

те}1пературах.

(ак

у>ке

ука3ывалось2

пр\4

кратковременных

коррозионнь|х

испь|таниях

цир-

кочия

в.

гоРш{ёй*в

$де

.3начительной

корро3ии

не

наблюдается.

&корение

корроз

'1!,|,

за.сй6т подъе-

ма

темперачрй;во:|ы

имеетЁредел,

определяейый

кр

итической

тс|т!кой]

воды,(374",

225

апм).

3амет-

ное

увелячецйе:.,скорости

корФ3ии, ио}л(ет бь:ть

.достигнуто"

лишь

при

использовании

качестве

корро3ионной

средьт

перегретого

пара.

|1спыта-

ния'-

которые

впервые

провели

||рей

и |[иплс

|\23|,

полфны

д_гля

йредсказания

поведения

цирко-

ния

воде.

Фднако

главная

ценность

таких испь|-

таний

3аключается

в том,

что

бьдла

установлена

неприг0дность

циркония

ил\4

любого из исследо-

ваннь|х

его

сплавов

длительной

службе

в атмо-

сфере

водяного

пара

при

температуре,

знанитель-

н0

превь|шающей

427".

а) |{т:непцка

реакцац.

Больш:инство

даннь|х

к0рр0зии

иодидного

циркоЁия

в водян0м паре

было

полунено

для

прои6вольно

вьтбранньлх

усло-

вий

: температура

400",

давление

105,5 апл, про-

до

л}кительность

нахо}кдения

к0рро3ионной

ср е-

де 18

час.

|[ри

таких

условиях

наблюдалйсь

00льшие

колебания

ск0р0сти

коррозии'

что более

или

менее

правильно

0тра}кает

колебания

п0ведении

циркония

горяией

воде. 14спьшания

и0дидног0

циркония

в в0дян0м паре

в течение

&цительнБ|х

периодов

времени производилось

лишь

для

нескольких

образцов

[|24].

||олунен-

нь|е

при

эт0м

результать|

приведень[ на

фиг.294;

0н!{

0тт{0сятся

и0дидному

цирк0нию

наилуч-

щег0

качества,

так

как

для

большинства

дру-

гих

сорт0в

циркония

глаблюдается г0ра3д0

бол|-

шая

к0рр0зия

да}ке

после

18-часового испьт-

тания.

[корость

к0рр0зии

циркониевой

губки, пере-

ддлавленн0й

дуговь|м

мет0д0м,

как это

можно

ви-

деть

из

ф*:г.

295, |{е0ди|!а|(0ва

01' {]а|'т}{]'|

па|)т].1]{'

]1, п0-в||дим0му'

эт0му типу

матер]{ала

нельз'|

прип!1сать

какой-либо

0пределе}{но}"|

с|{0р0ст]{

корро3ии.

|1араллель1!ь|е

испь|та1|ия

в в0де.

пр[{

360"

образцов

эт0го материала

п0к;|зали'

чт(-)

скорость

коррозии

для

ра3личньлх

образцов

р.!з-

лич}|а.

8не'::ний

в}{д

образца

|о

100

0ро0ол:о+атпельн0с]п ь

цспь'1пан ц я

су!пк

и г.

295.

!(оррозия

ра:}личнь[х

партий

плавленного

дуге

губнатого

ци,*,16{'

,,;];#",^ паре

при

400"

б)

Б:шянше

!пелпера(пурьс.

Ф зависимости

кор-

р0зии

циркония

водяном паре

от температурь{

имеется

мало

даннь|х'

охвать|вающих

д0статочно

широкий

температурный

интервал.

6днако

пред-

ставление

том'

каким

мо)кет

бьтть

привес

образцов

при

различнь|х

температурах'

дает

табл.

|28, в

которой

приведень1

даннь!е

для

те;\1-

ператур

от

400

до

815'и

давления

атпм.

в) Б;шянше

0авленця.

Ёа

фиг.

296

показанс-:

влияние

давления

на

корр0зию губиатог0

цирко-

8лияние

температурь|

на

коррозию

" ""^"-::,::|::'':

1 атш иодшдного

циркония,

плавленного

дуге

.ь

:з

о.

1,,

с;ъ

оЁ

б|

х 15 л э

ь ;у!:э

;ЁёЁ

9 ;9Ё9.з

Ёу

!я!в$

Ё!*

815

621

510

454

400

870

205

411

?емно-серьлй,

бельлт-:

по

краям

?о

>кс

€еровато-бель!е

мес'}'а на

1|]тампо-

ваннь|х

но1!1ерах

€еровато-бель|е

пя'г}|ь|ш|ки

9ерньгй

['убка, плавленная

дуге.

346

мвтА.]1луРгия

циРкония

'1,

ния'

переплавленного

дуге,

при

400..

(ривь:е

показь|вают

изменение во времени

при

1,05

\05'5апмвеса

образцов,

изготовленнь]х

из одного и

того

}ке

слитка

циркония.

(ак

видно

:в

графиков,

при

одной

цтой

)ке

продол}кительности

испь[та-

ния

привес во3растает

в20-40

раз

при

увеличе-

:,144

:'':...70[)|}..'' ::.,'

..:,:;.-э-

эт0м

отношении

взаимодействие

циркония

водянь[м

паром

отличается

от в3а!1модействия

кисл0родом.

е)

Блш1н!1е нал!1чця

а30п!а в

во0яном

пар.

8дно

из

объяснений вредг|ого

влр1ян'1я

содерйа-

щег0ся

цирконии

аз0та

на

корро3и0нттую

сто:1_

кость этого металла.

0сновь1вается

}1а

диффрион-

н0м

механизме'

включающем

со3дание

анионнь|х

вакансий

и0нами

а3ота,

раств0реннь|ми

0кисле

(см.разд.<<.[:[ехани3мкоррозиил).3тообъяснение

позволяет

о)кидать, ито подобное

дег!ствие

может

проявиться

и в случае

присутствия

а30та

кор-

розионной

среде.

Ёаглядньтм

примером

таког0

действия

азота' парциальн0е

давлени0кот0р0го в

водяном'

паре_при

400" и \$5,5

апм

равно

апл,

служит

фътг.294,

при-веденная

связи

дргим

;

экспериментом.

подобньле наблюдения

указыЁают,

на

то' что наличие

азота

увеличивает

скорость

коррозии

циркония

водян0м

паре'

поэтому

при

проведении

коррозион|{ь|х

испь:таний

водяном паре необходимо

удалять

из

системьг

во3ду{.

;

€опоспавлен.1е

к0рр03ц0нной

спойкоспц

]

во0янол паре

в в0ое.

14спытания

водяно.\1

;

паре при

4Ф'

первоначально

бьтли предло>кены

качестве

}с(о!енн0го

метода'

дающего

во}

]}1Ф)|(ЁФ€тБ',предсказывать

корро3ионное

действие

€

Ф'

{

'Ф

о-

водц при|нйки.х.,тещтерацр'ах.

Фднако

в слрае

нелегированн0го'циркония

это

ока3ал0сь

без_

успешйБ!Ё,{ЁёпйелЁ{!25]

наше',т'

тто,исп;люо_

;

йание

рвулйато*йпйайия

в воьном

паре при

400?;

Аав]:е|!и|}+

105'5'

410],6 и

прод0лкител;н0сти

нас;ё.

целБЁфёдсгсавания

поведения

цпрк0ния

€

в воде.прЁ316&!'а'!&€лг!аях

из 44

оказалоеь не_

}Аатнъштт'

89форцФшщ1]'шли

и3готовлены

к}

ра}'

'.''

ц!;*тя.часы

Фиг.

296.

(оррозня

плавленной

вдуге

циркониевой

губки

в водяном' паре

_пр-и-400'

давлени|г

1,05

\95,5

атп-п.

3аверненные

усповяь|е

обдзначения

относяпся

результатам

при

более высоких

давл:ениях.-@

цгбка,

плавл:енная

д!ге;

гуо!<а

с 2,5|'

олова;

губка

1,8|"-олот5а,

содерх(ацвя

хселезо1 ни!ель

и хром.

ниидавления

100раз.

на

различии

форм

двух

нр

ивых' по-видимому'

сказались

эксперименталь_

ньле

ошибки' связанные

0сь!панием

окисла

п0верхности

металла,

особенно

при

сильной

кор_

р03ии

образца.

}1ожно

отметить'

что

зависимость

скорости

1{оррозии

от

давления

характерна

не только

для

}!елегированного

губнатого

циркония,

но

так)ке

|ц|я

его сплавов.

разд.

<Блияние

кислорода))

указь|вал0сь,

что ск0р0сть

окисления

циркония

ка1{ при

вь|соких'

так

при

ни3ких

температурах

почти не

3ависит 0т

давления'

х0тя |-ульбрансен

3ндрю

[89]

наблюдали

0чень

слабое

влияние

;\авления.

€ле'д0втгельт-по,

п0

крайней

мере

личных сл!г}коБ

иош.'дного

циркония,

под8ергав_

|шегося'капёлБной

плавке.

(неппель

сообфает,

тпб

образцщ

которые |д}_за высокого

с0держания

;

них

а3ота

или алюминия

обычно

обнаруживают

плохую

корро-зионную стойкость в

воде при

315',

||е

всегда

имё:от плохую

стойкость

воддном

паре'

если содер}кание никеля

в них

с0ставляет

несколько сотых

долей

процента.

8 слуиае

сплавов

циркония

ре3ультаты

испн-

таний в водяном паре

и воде

совпадают

лучше,

однако' если

материал

предназ!!аче1{

А.г:я

работь:

в воде' не следует

ограничиваться

т0льк0

испь|-

танием в паре;

рекоме|{дуется

провести

неп0-

средственное

испь1тание и в воде.

}(оррозия

сплавов

на

основе

циркония

в воде

и водяном

паре..(обавка

ц[|р]{о|!ию

других

эле-

ментов производится

не тольк0

целью

улучше-

ния

его механических свойств'

}|0

для

повы-

1шения

к0ррозионной

стойкости.

[1ри

этом имеется

в виду п0дь|скание'

в0_первь|х'

таких

легирую-

щих

элемент0в' которь]е

делают

коррозионно-

стойк:дпти

с0рта

циркоттгтя,

0б;та;1э|о1!1рте

срав|!]!-

г.п. 11. }(оРРозия

циРкония

вго сплАвов

з47

тельн0

небольш0й

ст0йк0стью пр0т||в к0рр0зии,

как'

например'

губчать1й

цирконий'

и'

в0-вт0рь|х'

п0дыскание

легирующих

элементов'

п0вь|ша-

ющих

стойкость

против

к0рр0зии

к0ррозион|{0-

стой:кого

циркония.

йногие и3 прежних

работ

1убнатым

цирк0нием

ока3ались неудачнь|м|4

не

дали

определеннь|х

результатов'

так как

3агря3-

ненный

губнатый

цирконий

содер)кал, как

было

устан0влено

поз)ке,

как

полезнь|е'

так и

вреднь]е

примеси.

||олезнь:е

примеси,

например )келезо'

никель

и хром' могут маскировать 14ли и3менять

вл11яние

других

легирующих

элемент0в.

даль-

*.'

нейшем

и3л0}(ении

делается

п0пь|тка

оценить

истинн0е

влиян\4е

различных

легирующих

эле-

.:..

ментов

на

корро3ионную стойкость

циркония.

;

а)

!,войньсесплаф!.|{ирконий-олов0.

(и

н ети

ка.

кинетическом

отношени\4

вза16-

модействие

сплавов

цирконий_олово

и нелегиро-

1".

ванного

циркония

горяней водой имеет то сход-

!;:-'

ство,

что

в обоих

с.,1учаях

начальный период мед-

ленной

корро3ии

сшен'!ется

коррозией

повы-

Ё,:

лшенной

скоростью: 8

интересующей

нас области

состава,

а. именно

при

содержании

олова

\о

5,А,

}.скорость

коррози1

Бврастает с

Рели[|ением

со-

лержани}..0лбва..,

3авис;штость ско[:осги'.корр63цц

$-]от

содержайия:]олова

в сплаве пока!}ана'на

фиг.

ээт.

Ёач!]по

,успсорпп:оп0

периода

т(оррозии

(<пе-

релою))

настщает

р:|ныце у

тех сплавов'

ко_

;.т0!ь1е

содержат

фль!д9; олова. 8

отличие

от

окисла

на нелегировй|нном

цирконии

окисел'

;'.:

о бразующийся

н4

с|1л;ше

после

(п

ерелома))'

тш1отно

,,.

прилегает

поверхности

}1еталла и мо)кет

не

осыпаться

до

тех

пор' пока

привес

не

достигнет

неск0льких

сот

миллиграммов

на

квадратньтй

дециметр

поверх!гости,,{'ля нистых

двойньтх

спла-

в0в

циркония

оловом

скор0сть

корр0зии обьпчно

значительно

вы|пе скорости'

представленной на

фиг.

297. .|!1о>кно сшатать, нто

йривьте'

приведен-

нь|е

на

этом

граф:ш<е, отвечают скорости

мини_

малБнФй

коррозии

чисть|х

двойньтх

сплавов

цир_

к0ния

оловом. 14спьдтание

различнь|х

слитков

сплава

иодидного

циркония

с2,5о| олова

при

315"

;

п0казало'

что если содержание

желе3а

не}1

ни}ке

0,085%,

то

увеличение

веса

порялка

_50

ме|0м2,

свидетельствующеео

наступлении второго пеРиода

к0рр0зии'

наблюдается

через 50-60

сут0к.

€корость

корр0зии

двойньтх

сплавов

цирк0-

п||й-олово

водяном паре

при

4Ф"

и вь|1ше

исключительно

велика.

|!ри

содер)кании олова'

равном

2,5.А,

(перелом)

наступает при

400" и

|05,5

апм через

срок.

€ повьттпением

те]}1пера-

турь|

период

ускоренной

к0рр0зии

наступает

раньше.

||ри 4ш'

скорость

корр0зии

п0сле

эт0го

становится постоянной

д0стигает

ц2|]де'.

су[пк!1.

[|оло)кительное

в лияние

олова

8а

коррозионную

стойкость 3а-

гр

язн

е н н о г о

ния. Бред:-пое влия-

г{!1е

аз0та

на }(о|]р03и0}'1|у|о сто:]кость

цир}(0||}{'1

бь:ло

рассм0трег1о

ра[{ее.

йл*ституте им.

Бетте_

ла

[123]

независимо

к0.,]1лед/ке

шт.

Айова

бь:ло

найдено, нто

добавка

олова

нейтрализует вредг]0с

влияние

аз0та и в

некот0рой птереуглерода

алю_

миния.

||оскольку

содер)|(а}|ие

последг|их

;1вух

120

2;,..,,:3 4 5

0ебука нше олова

''/'

Фпг. 297. 8лияние

с9деЁйв:дя

олова

ца

коррФиоп-

ную

стоик0с[ъ

циркония.

дан1{ые

д'|я

ряда

т:лавле:1йъ|:!-Ё

яугь

а|й1ф-йопиштопо

[$|рко-

вия с

оловоц,

пол}ценЁнх в инст|'туте

и}ь

Беттел:а; ,

лродйя<и_

те.,!ьность

ис!тытания 248 сугок при

33";

да!'нне л,ля ояла

!1лавленнъ!х в

ду'э

с!т|авов

циркония

оловом,

пощгяенных

6тде_

лом атомной энергии

фирмы

к&стинта]в

э.гпе:{триго:

продол)!с'-

тельность ис.|ь8тання

,!78

сугок

при 33б.

*отя

с-коро!ть

}<6Ёрви"

с повы[!!ением содер)каяия олова

!'веп|д!иваегся,

она остаегся

ния(е,

чем

д'!я

чистшх

дво'1ньп(

с!ш!авов.

элементов м0)кн0

регулировать,

осн0вн0е

вни-

мание бьтло сосредоточено

на

к}учени\4

влия|1|1я

олова

на

коррозионную

стод!кость

циркония'

со-

дер)кащего

азот. [|а

фиг.298

приведень[

графики,

иллюстрирующие

влияние

добавки

олова

на

корро3ионную

стойкость губиатого

циркония,

содер)кащего 0,006о/' азота. |4з

графиков

виш'0,

чт0 существует оптимальное содержание

олова.

||ри

содер}кании

ол0ва

ни)ке

эт0го значен!{я

увеличение

веса

достигает

больтших знаяений,

свойственньхх

губнат0му

циРконию.

|1ри содер-

>каъ1ии

ол0ва

вь!ше оптимального

значен\4я

уве-

личение

веса в03растает с повы|1|ением

содержа-

ния олова

точн0 так

)ке' как

двойньлх

сплав0в

цирконий-0л0в0.

Фднако ||и

одном из

случаев

корр03ионная

стойкость

этих

сплавов не

д0ст|1-

гала

3начений, характернь1х

для

нелегированног()

и0дидного

цирк0ния.

(оличество

ол0ва'

к0торое

т:еобходипто

доба-

вить

цирк0нию для

сохранения коррозионт:ой

стойкости

металла, зависит от

содер)кания

азот;|.

Фсновь:ваясь

на

ряде

опь|тов

со сплаваму| иоди!-

ного

циркония'

переплавден}{ого

капельнь[л1

мет0-

дом'

оловом

и аз0том'

('неппель

и [:1ег1гель

[115.|

100

со

1,,

е60

348

д1втАллуРг|{я

ц|4Ркония

оценили

предельн0

допустимое

содер)кание

а3ота'

при

к0тором

за

сцет

надле}кащей

добавки

олова

с0храняется

коррози0нная

стойкость

сплава в в0де

при

315".

14х

данньте

представленьт

в табл.

|29.

435

;сте|0лс2

244нто/0тп2

ц5

1'0

1''

2,8 2,5

3,0

€о0чпсанйе

олооа'"А

г.

298. 8луаянпе йдерх<ания

олова на

коррвион-

ную

стойкость

пиркониевых

сплавов

на основе

гу6натого

цир.кони'!'

плавленного

дуге.

€ни>хение

коррФионной

стойкоств

не.'!егиРованного

материала

обусловлено.

.н€!]]нчием

0,(!)67' аэота. 8се

сплавы бьпли пол1гнешь:

из одно_й и тоц

)ке

партии гу5ки

(предварительно

переме:пайной).

/-360',

сугок;2_3'5"' 162

суток;

3_ 3156,4и

су[ок.'

€одер>кание

максимальное

олова.

"/'

]

содер}кание

азота'

"ь

о,о2

0,03

0,06

о,07

0,08

Блиянлте примесей.

[обавка

цир_

конию тольк0

одног0 ол0ва

ре3ко-

ухудшает

кор-

р0зионную

стойк0сть металла.

Фднако

присй-

ствие неб0ль|!]0го

количества

железа

значительн0

улучшает

корро3ионную стойк0сть

таких

Ав0й-,:

нь|х сплавов.

пример такого

во3действия

желе3а

п0казан на

фиг.-299,

где представлены

данные'

полученные на

образцах' в3ять|х

из 26

рюличных,]

слитк0в.

этом

случае

было найдено'

что при

]

небольш0м

содержании

)келеза

д'|я

мн0гих

об-

разц0в

сплава и0дидного

циркония

с'2,5оА

олова'т

при нах0)кдении

в воде при

315'период

уск0рен-

ной

корр0зии

наступал

в течен-и0

68'сРо(

что.#

относительн0е

количество повре)!(денных

кор€

розией

0бразцов

уменьшалось

ростом

содер)ка+

ния,

железа

в сплаве:

![ри:солерлсании

последнего€

$085%.иливыш9:Фрз?,!щ-0сгав.адц-с_Ё;{еповреж_."+*

денными.

{ром

и никель

вешд себя

таким

же

образом,

как и

)ке{$3о:;![о1вифйошу'.все

три эле€

мента

являются

взаицозаменяемндй;

хотй

хрош$

среди

них

ка}кется менее

фф:оивным.,|4так,

до-д

бавка олова не

ока3ьвает благоприятного

влия:#

ния'

есл!4

ц}|рконии

.отсутствует

примесь

желе-ф

3а' никеля

или хрома.

]Фбычно содержание ни_

келя'

хрома и

других

элементов

циркониу1

не.'

столь

вь1сок0, чтобь|

они

оказыв_али

заметн0е

вл|4яну|е

на

коррозию

циркония.

однако

содер-

х(ание )келе3а

в техническом

губчат0м

цирконии

иногда

д0стигает

таких 3начений'

при

к0торых

улучшается

коррозионная стойкость

дв0йных

сплавов губчать1й

цирконий-ол0во.

3тим объя"

сняется' что

пре}кде'

когда

не

бь|ло и3вестно вли-

яние железа

на

корро3и0нную

ст0йкость

таких

сплав0в' част0

получали

различнь!е

результать|

в 0тношении их

к0ррозионной стойк0сти.

Блияние термической

бработ-

и. влияние

на

корр03и0нную стойкость

цирко-

ниевь|х

сплавов изменения

структурь['

пр0исх0-

дящег0

пр1{

закалке ил:и\ д1едленн0м

0хла)кдении

и3

р-област|1

илу| в

с-области'

ясно

не

вь|ра)кено-

Фднако, по-видимому'

закалка

с 900 или \0ф"

незначительно

снижает

к0ррозионную

стойк0сть

по

сра!}||е}{|{ю с медлен}!ь1м

охл;1}кдег|'1ем

143

/-областгп

ил!! от)кигопт в

с_области.

0,5

1,0

2'|

2,5

3,0

7о

6о

.ь

о)

о*

8о

ъч

0р5

0'0в

ц07

орв_

цбо---йо

€о0ерж а

е ;келеэа,

г.

299. Блиян:де содер)ка}|,|я

}|(с_'|е3а

на появ--1сн!.|е

второй:

стад!|и

корроз[|и

образцов,

отобрангль:х от 26

сллпт-

ко!]

сплава |4од||дн0го

цглрл<онтпй

с 2,5',,/.

олова.

на

оси ординат

отло)кено количество

слитков

(в

процентах),

для

котоРь|х

хотя

бьг один образец

показал

перехо;]

ко

второ,1

стадн||

коррозии'

условия

".''.^*'к,-.];?:ратура

во!'ь|

з1б., вь|дерх{ка

0|_

ц04

г.п. !1. }(оРРозия

циРкония

|.| вго

с|)лАвов

349

[аннь:е

об

уширел"|и|1

ре||тге}{овских

линий

16]

показь|вают'

ито глубина

п0верх}|0стног0

сл0я

сплава

с искаженпт0р"т

результате

механи-

ческ0й

обработки

ре:шеткой

такая

}ке, как и в

.]т$есгв

различнь|х

случаях

приводит

}[еодинако-

Ё1ф

ому

возАействию''что

бъясня

ется влиянием

тер_

случае

чист0г0

циркон|4я.

Фднако

корр0зи0нная

стойкость

эт0г0

сл0я

уменьшается

не так сильно,

как

эт0

глаблюдается

для

чистого

цирк0ния.

[войнь1е

сплавь!

)келезом'

ни--

келем

хромом.

Ёелезо,

никельихром'

л0-видим0ми

ока3ь|вают

0динаковое

влияние на

к0рр0зию цирк0ния.

Фни

увеличивают

корр0-

;}_

зи0нную

стойкость

этог0

металла'

3адерживая

1;:

возникновение

ускоренн0го

пр0цесса

к0рро3ии

как

горяией

воде'

так

в0дян0м

паре при

400".

:: 'Фднако

если

цирконий

загряз|{ен

аз0том'

углеро-

д0м

или

другими

вреднь|ми

примесями'

то

железо'

};:"

ни(ель

и хром

сообщают

цирк0нию

меньшую

к0р-

''-5

розионную

стойко

сть'

чем

0л0во. ||оложительньлй

[.ффего

дает

добавка

этих

элемент0в

цирконию

11р.долинествах

д0

о'5'А.

'(обавка

больших

коли-

?антал более

эффективе|{'

чём

::иобр::!,

принем

добавка

ег0 в

кол}1честве 0,3/'

оказь|вает

так0е

же

влияние'

как

добавка

3о/' ниобия.

А-р}|ие

легирующие

эле;!1ет]ть1.

Б табл.

130

приведень!

даннь|е

0 влия|{ии

на

к0|]-

р03ионную

стойкость

циркония

воде

других

элементов'

образующих

с ним

двойньде

сплавь|.

Фпьптьл п0ка3али,

чт0

в в0дян0м

паре

при

темпе-

ратур-ах

454--815'

сплавь!'

с0дер}кащие

ол0в0'

молибден,

ниобийиванадий,

имеют

более низкую

к0рр03и0н!1ую

ст0йк0сть,

чем нелегировант.лый

цирконий.

б) 7

ройньте

с!1лавь!

ц с!1лавы

с большцм

ч!1сл0л|

к0!|4110нен!710в.

€плавьл на

0снове

цир-

кония |4

о лова

}келе3ом'

никелем'

или

хр0м0м.

9же

ранее

ука3ь|вал0сь,

что

примесь

желе3а

увеличивает

корро3и0нную

стой-

к0сть

двойнь:х

сплавов

цирконий_олов0.

}вели-

чение

содержания

железа' а такх(е

никеля

или

хрома,

кот0рь[е

оказь1вают

аналогичное

действие

'на

цирконий,

увелпнивает

коррозионную

стой_

кость

последнего

в воде

и в

цагретом

до

400'

водя_

ном

паре.

9лщшение

корро3и0нной стойкости

этом случае

зато1юнается

в замедлении

перехода

ко

второй

стадищ:]корроэии.

6птимальнь|е

пре-

дель|

с0держания:

компонентов в

этих сплавах'

п0-видим0му'

слещющи-е_

0,25-2,59А

олова'

о,!-\,ооА

железа,

никеля

или хрома,

приием

содер)кание

олова зависит

от содержан|4я

т1р|4-

месей,

имеющихся

цйрконии.

Ёа

фиг.

3о0,.дриврдены

графики,

п0казь|ва-

ющие

влияние

)1(елеза,

никеля

и хрома на

к0р-

розию

ото)к}(еннь|х

сплавов.

циркония

|,8о/,

олова

в в0дяном

паре

или в0де.

йсследован-

нь|е

сплавь|

бьтли п0лучень|

плавког]

комп0-

ботки

струкгурными

изменениями'

т...е.

сплавы''9рдержащие

до

2о/,

х<елез4

-никеля

:хр0м4

порознь

или в сочетании

цруг

другом,

йеют

более

вьлсокую ст9йкость

пройв

к0ррозии

водяном

паре

при

400-815',

чем

кристалл|4-

прутковь:й

цирконий.

.€плавь|,

соде

р)кащие

нуцобий

т а л.

|1иобий

и тантал

до

некот0рой

степени

ли3уют,

вредное

воздействие

а30та на

к0р-

стойкость

циркония'-однак0

этом

0тн0шении

они

менее

эффективньт,

!|ем

0лово.

]:]

таблшца 730

!.8лпяние

на

корро3ионную

стойкость

циркония

в воде

добавок

легирующихэлементов'образующйхсциркониемдвойнь:е

0-8

0--3

0-100

0-1

0-100

сплавь[

||о-видимому,

не

ока3ь!вает

поле3н0го

действия;

в мальгх

количествах не

дает

вредного

действия

Фказьтвает полезное

влияну|е;

частично нейтралхазует

вредн0е

действие

птенее

эффективна' чем олово

(оррозионная

стойкость

умень1шается

с повь|1шением

содержания

ура|!а

(оррозионная

стойкость

умень[шается

повь!шением

содержан1{я

кремния

(оррозионная

с'гойкость

умень1пается

проходит

нерез минимум

при

содержаниу[ тита|1а,

равном

4|"; при

содер}кании титана

вьлтле

4о,'''

корроз|{онная

стойкость, по-в|1димо]!1у,

вь[сока

|_афний

количестве

2о/' не

ока3ь|вает

влиян\4я

,(ействуют

отрицательно

гораздо

,т!

€6,

€е,

\а,

}1,,

ш0,

7п,

\а,

\:'

ть

!1егиру:ощий

элемент

|4зуненная

область

состава,

уо

Результат

з50

мвтАллуРгия

циРкония

нентов

дутовь!м

методом и3

одн0й

той

же

вышением

количества

третьего

элемента

1'а'1.'1

партии

губвато_го

циркония

ука3анного

состава

€одерхсание

до

0,3'!,/р

кислорода в сплайе

н!,

(см.

фиг.

300).

€плав,

содержащшй

|,8о/, олова

основе

циркония

и 1о/,

олова не

оказь|вает

влия_

не

содержащий

)|(елеза'

никеля

или

хро]1та'

так

ния^на его

к0ррозионную стойкость.

)ке,

как

нелегированньпй

цирконий,

ра3руша-

€

пл

цир

кония с

о ло

вом'

же-

етсяпри360"втечение 14срок,притемпературе лезом, никелем

и хромом

(цирка-

л о й

17,

118].

{иркалой_2

представляет,

собой с*ч!уй сплав

губнатого

циркония-с

!,5,^

600олова'0,|2уо}келеза'б,тоцхром1и|,05о/'нн.

,оо[

{

-_|

келя

(макс^имальное

содержание

азота

0,006%,

р \

-_|

алюминия

ц005%

т|{тана

цш5%).

€плав

на-

','[

ш \ ]

шел широкое применение

ядерных

!€а(то!ах

*-|

ш \

водяным

охлаждением.

(оррозионные

свойства

ь ш

\'-

дг--

--{

этого сплава пока3аны

на

фйг'.301,

где в

логариц- ,

! 1\

мических

координатах представлена

3авис|{йФ€1Б

;

: ,,,[ [\

--|

п-ривеса

от продолжите.,|ьности

испытания.

'-"|

\\ !

г|а

кривой коррозии сплава

циркалой_2

в водя-

--*|

1\ |

на

щивой

коррозии сплава

л|иркалой_2

в водя-

Р ! ! \\* /

! ::у^-1_1Р*^

-]-р1-_1Р:

_\ !95'^5. !!!_1аблю4ается 1

! 1 \\

..1,,

изменение

на|о|она

в точке',соо'|ветствующей

при_

,'[--

|\ \\ ,/''

-.1

;6;;Бъй;:'й;;й;;агается|

чтоэтот изл0м

ё ,^г |\ \\ ./

]

отвечает

переходу

ко

второй стадии

к0ррозии'

который

!Ри

тех

же

ус]|ов3я*

длдя

сплава с

2,5о/.

олова наблюдается.нерез

срок.

€корость кор-

розии

сплава

циркалой-2в

вор5ном

паре при

4Ф' *

0,'

ц' цв

ц8

6Ферзапав

пвв''Ру'оцр!о

алел'ептпа

''/'

иг.

кония

3Ф:

и"1.{

сери'|

|ФивцхпРед]9та9ляст

р!з

!'льтатн

нс|1ьгтаяия в вод8ноп

паРс прп

400'

и 1(Б$

(п'1л

в тсчение 68 сугок.

}!и::оляя

серня привнх'прф-

ст:!в'1яет

Р€у'{!Р.тач

яспь:тагднЁ в воде пР!|

3й)"

в тсченис

84 о/гок.

400'

разру!||ение

нас;гупает

за 4,5 суток.

,(альше

будет показано'

.по

"никель

){(елезо од{наково

увеличивают

коррозионную

стойкость

циркония'

причем

оба

эти элемента

более

ффе:сивнщ

чем

хром. Фптилтальное

содер}кание никеля'

по_види_

мому'

составляет

0'25оА.

|[одобное

поведение

об_

}|ару){(ивается

14 пр'|

испь|таниях

в воде при

315'.

8 слунае сплавов

2,5о/'

олова

)|(елезо'

никель

хром

ведут

себя

таким

х<е образом.

}!еобходимо

отметить

сходство

кривых на

фиг..300,

посщоен_

ных

по

ре3ультатам

испь|таний в воде

и водяном

паре.

}ройные

сплавь| на

основе

цир_

кония

о лова

АРугими

элемен_

а ш и.1ройные

сплавь[

на

основе

циркония

и 1о/'

ол0ва

с|,5-2о/'

ниобия,

о'т--2о^ молибдена

или

о,02--2,2оА

тантала

обнаруживают

уменьшение

стойкости против

корро3ии

в горяней

воде

с по_

7аблаца

131

]ем_

пера-

тура,

€реда

вода

||ар.

дав-

левие,

'?|с'в'

уравневи€д

А!,,:

'(о

\3Атп:0'ю

Ф301в,

13А

тп

о'74

о,ж 1в!

|9Атп:0,76

Ф38

1в'

(до

,: 1|2

срок)

/'п_м:

ц37

('_

112)

(ш:я

г;' 112

суток)

13А

п: 1,10

0,32\в[

(до

41 сркам)

Ап_41: 1,27

(!-41\

(прга

4! срок)

288

315

3Ф

3ф

400"

52,7

109,2

190,2

19о,2

105,5

8 угих

уравнениях

вырая{ено

в су!ках, .п_3

мплли''

гр:|ммах на

квадратный

дец}!д{етР.

гл.

!1.

коРРо3ия

циРкония

и вго

сп-г|Авов

351

Блияние

термообработки

на

стойкость против

коРрозии

сплава

циркалой-2

показано

на

фиг.302.

[ля

материала,

0то'()кенного

/-област!4'

лр14-

вес

|ц1я

данной

продолжительн0сти

испы-

тан'1я

воде

при

360"

и водяном

паре при

400"

Фльгше,

чем

ш|я

материала'

ото)кженного

при

более

низких

температурах.

€корость охлажде_

'\\.1я

не

оказывает

3аметного

влпянпя на процесс

коррозии.

}1аиболее

высокая

корро3ионн ай стой-

кость

достигается'

еслп.отжиг

прои3водят

усло_

ву!ях'

на

и бол ее

цодходящих

для

]зыде ленця интер-

металлических

фаз,

содер)кащих

)|(епе3о'

никель

хром.

Аналогичное

влйяние

качественно отме_

чалось

на

других

сплавах,

содержащих

ол0во

широких пределах

концентраций.

3то свиде_

тельетвует

о том,

что

указанные

ффелсы

опреде-

ляются

содержанием

)|(елеза' никеля

и хрома' а

не

содерх(анием.олова._,_

]

[4зменение,!одержан!4я

олова

от

0,07

до

!'5о/1

не

вли'|ет на

скорость

коррозци.9величение

оЁ

щего]9одер)ка}!ця

железа'-яикепя

и хрома

0т.ц1

до

0'5|'

прш90[Ё'к.

незнач:дтельно}1у

]'лщщегп:Б

| чо^цк0сти

пр9.тив. к9Ррозии'в.в0дд1|ош

лар9,лри

е'0

]00

' 10ц}

9о0

ол

л*цп

ел

ьноспь

цспь!

ця'суп|!ц

и г.

ю1.

3авис:ап:остъ

привеса

(п

времени

при

кчрро3ии

сплава

циркалой_2

в горяней

воде и водяном

паре.

1,,.

ЁФ 1!1€!|Б!!|ее]:8'1ия!|ие'..

чем на,:к-оРР-$ионную|Фой:

_.[55''

1,й5-'а:ттл, пар

(!0)

2_а!86о,1Ф5'5

аттл, пар

(2_!51);

360',

вода

(|7-2]ю)

;

3!5', вода

(9)

; ,5

288'. вода

(2!)-

цифрц

в ФФбках

укавь1ва:от

чйсло исгъдтФ:янх.образцов'

и г.

Ф2'

Бл:яние

термообработки на

корр(вионну|о

сто&ос::ъ

сйлава

циркалой-2.

закаленный-.

охла'(денный с печьк);

400', пар,

14|9

Флток;

360.,

вода,

236

чдок.

ные

метки'

первоначально

нанесеннь|е

на

поверх-

ноеть

металла'

не покрываются

окисной

пленкой,

образующейся

прп

коррозии

циркония

кисло_

роде

или

в воде'

остаются

на

ее поверхности.

3то

ука3ывает

на

то,

[по

окисная

пленка

растет

за

снет

дифрии

ионов

кислор0да внутрь

металла

что

новый

окисный

слой,

образоваййийся

за

дан-

ньпй проме)кугок

времени'

во3никает на

поверх-

ности

раздела

металла

окисла. 3то поведение

циркония

отличается

от поведения

)келеза

или

меди при

их

окисленип.

Б последнем

случае

инертные метки

на

поверхности

металла

врастают

в образующпйся

окисел'

это

ука3ь|вает

на то,

что

за

счет

катионной

диффрии

происходит

пере_

нос

металла

через

окисный

слой.

||рин\4мая

во

внимание

ра3меры

соответствующих

ионных

ра_

кость

нелегированн0го

циркония-

|&мерейие

Фи_

рения

ренттен0вских

линий

[127|на

снимках

д'|я

слоев

металла'

находящ|{хся

[й!

ра3'!ичных

глуби_

}|ах под

поверхностью'

ука3ываец

что

в сплаве

циркалой_2

происходят

йримерно

факие

)|(е иска_

хения

решетки'

как и

в иодидном

цирконии.

Фднако

коррозионная

стойкость

слоев

сплава'

находящихся

на

различном

расстоянии

от по_

верхности

металла'

полг{ающихся

после

обра-

0отки

резанием'

не

отличается

от

коррозионной

стойкости

отожженного

материала

в глубине

об_

ра3ца.

|}{еханизш

коррфии. ||ред:ожено

неск0лько

теорий

д.г:я

объяснения

механ|вма

корр0з\4и

цу\р-

к0ния

в воде

дри

вь|соких

темперацрах.

!4з

даль_

нейшего

[к'ло)+(ения

булет

видно,

йо

эти теории

неполностью

отра)кают

весь

процесс

коррозии'

п0этому

их следует

рассматривать

как

части

бо_

лее

общей

теории'

которая

еще не

со3дана.

Фднако

нельзя

надеяться'

что

одним

тем

)ке

механизмом

процесса

мо)кно

объяснить

влияние

всех при_

ц_ес9й

легирующих

элементов

на

коррозионную

шойкость

циркония.

{!1еханизм

корро3ии'

основаннь|й

на сходстве

0кисления

циркония

кислороде

и в воде,

был

0Ред.гпожен

9айригосом

?ойасом

[113].

|4нерт_

ъ5

{:""

"4,

-----'

елт1

ратп

а о

п;+< ц

еа,' 6