鈮鋯合金(niobium zirconium alloys)
以鈮為基加入一定量的鋯和其他元素形成的鈮合金。它是為適應(yīng)快中子反應(yīng)堆包套材料的需求發(fā)展起來的。鈮的熱中子吸收截面較低(1.1×10-28m2),抗熔融堿金屬鋰、鈉、鉀和鈉鉀合金的腐蝕能力強,是理想的高溫核反應(yīng)堆包套材料。但純鈮的強度低,加入一定量的鋯可顯著提高鈮的強度。20世紀(jì)60年代初,美國研制成功FS-80(Nb-1Zr)合金,并用于快中子反應(yīng)堆SNAP50核燃料包套材料。60年代末,中國研制成功Nb-1zr合金,并在電光源工業(yè)中得到了應(yīng)用。
鈮鋯合金的力學(xué)性能如表所示。
典型鈮鋯合金的力學(xué)性能
| 合金 | 相當(dāng)國外牌號 | 試驗溫度/℃ | 抗拉強度/MPa | 屈服強度/MPa | 伸長率/% |
Nb-1Zr | FS一80 | 室溫 815 1093 1315 1371 | 260 219.5 157.7 68.6 54.8 | 151 192 140.6 54.8 41.1 | 25 15 15 30 50 |
Nb-5Zr | D-16 | 室溫 1209 | 377.3 102.9 | 308.7 68.6 | 10 10 |
Nb-5Zr-10Ti | D-36 | 室溫 427 871 1093 1316 | 548.8 445.9 308.7 150.9 68.6 | 487 308.7 240.1 137.2 61.7 | 20 18 20 50 90 |
鈮鋯合金錠坯制備主要采用電子束熔煉和真空電弧熔煉法。然后在1000~1200 ℃溫度下進(jìn)行擠壓和鍛造開坯,在室溫下進(jìn)行軋制和拉拔,可制備成管材、線材、板材等產(chǎn)品。鈮鋯合金的焊接、熱處理、涂層等與鈮合金相似。
鈮鋯合金主要用于快中子反應(yīng)堆和空間核反應(yīng)堆的核燃料包套,電光源工業(yè)中高壓鈉燈電極,以及導(dǎo)彈零件的制造。
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