Циркониевые сплавы: свойства, технология обработки и перспективы применения

Сплавы циркония, как важный металлический материал, встречаются в земной коре в количестве около 0,026%, что в 2,5 раза превышает содержание меди. Их уникальные физические и химические свойства, такие как высокие температуры плавления, умеренная плотность, отличная прочность, низкие коэффициенты расширения и малый модуль упругости, а также коррозионная стойкость в широком диапазоне сред, делают их важными в современной промышленности.
I. Эксплуатационные характеристики циркониевых сплавов
Сплавы циркония известны своей высокой температурой плавления, коррозионной стойкостью, превосходной прочностью и технологическими свойствами. В частности, два типа циркониевых сплавов, система Zr-Sn и ​​система Zr-Nb, с относительно развитыми производственными процессами и марками, такие как Zr-2, Zr-4 и Zr-2.5Nb. , широко используются в различных отраслях промышленности.
Технология обработки циркониевого сплава
Технология обработки циркониевых сплавов в основном включает два вида экструзии и ковки.

Экструзионное формование циркониевого сплава
Трубы и стержни из циркониевых сплавов являются важными конструкционными материалами в ядерных реакторах, на их долю приходится около 75–80% от общего количества. Эти трубы и стержни в основном производятся методом экструзионного формования. Для оптимизации процесса экструзии и уменьшения дефектов продукции были разработаны специальные смазочные материалы.
Ковка и формовка циркониевых сплавов
Ковка является ключевым этапом в производстве циркониевых сплавов и предназначена для разрушения литой структуры и улучшения свойств металла. Процесс ковки включает в себя ряд параметров, таких как характеристики нагрева, температура ковки и ковочное оборудование. Температура ковки обычно контролируется на уровне 950-1100 градусов с использованием печи сопротивления средней и высокой температуры для нагрева.
В-третьих, области применения циркониевых сплавов.
Атомная промышленность
Циркониевый сплав используется в ядерных реакторах в качестве ключевых компонентов, таких как топливные кожухи и направляющие трубки управляющих стержней, а его низкое поперечное сечение поглощения нейтронов и отличная коррозионная стойкость делают его незаменимым материалом в атомной промышленности.
Глубоководные и космические исследования
Циркониевые сплавы имеют большой потенциал для использования в особых условиях, таких как глубоководные и космические исследования, благодаря их малому коэффициенту теплового расширения и устойчивости к радиационному повреждению.
Химическая промышленность
Сплавы циркония обладают высокой коррозионной стойкостью к различным кислым средам, поэтому их широко используют в химической промышленности для изготовления арматуры, кислотостойких насосов и другого оборудования.
Стоматологическая сфера
Циркониевая керамика является важным материалом в стоматологии благодаря своей химической стабильности и биосовместимости.
Биомедицинский
+ двухфазные и однофазные циркониевые сплавы обладают хорошей биосовместимостью с тканями человека и являются потенциальным выбором для хирургических имплантационных сплавов.
IV. Ключ к технологии литья пластмасс из циркониевых сплавов
Методы пластической формовки циркониевых сплавов включают ковку, экструзию и прокатку. На деформацию пластической обработки влияет множество факторов, в основном включая скорость деформации, температуру и условия смазки. Оптимизация этих параметров имеет решающее значение для повышения эффективности обработки и качества продукции циркониевых сплавов.
Благодаря постоянному развитию технологий и расширению рынка перспективы применения циркониевого сплава будут более широкими. В будущем циркониевый сплав покажет свои уникальные преимущества и ценность в большем количестве областей.