Barre di zirconio

Introduzione alla lega di zirconio:
La lega di zirconio è una soluzione solida di zirconio o altri metalli. Lo zirconio ha una sezione trasversale di assorbimento termico molto bassa dei neutroni, alta durezza, duttilità e resistenza alla corrosione. L'uso principale delle leghe di zirconio è nel campo del nucleare
tecnologia, come le barre di combustibile nei reattori nucleari. Le composizioni tipiche delle leghe di zirconio di grado nucleare sono più del 95% zirconio e meno del 2% stagno, antimonio, ferro, cromo, nichel e altri metalli aggiunti per migliorare le proprietà meccaniche e la resistenza alla corrosione.
La lega di zirconio ha una buona resistenza alla corrosione, proprietà meccaniche moderate e sezione trasversale di assorbimento termico atomico basso dei neutroni (lo zirconio è obiettivo 0,18) in acqua ad alta temperatura e ad alta pressione e vapore a 300-400 °C. Ha una buona compatibilità con il combustibile nucleare. Può essere utilizzato come materiale strutturale di base per reattori nucleari raffreddati ad acqua (rivestimento del combustibile, tubi di pressione, supporti e tubi del tunnel), che è l'uso principale delle leghe di zirconio. Lo zirconio ha un'eccellente resistenza alla corrosione a vari acidi (come acido cloridrico, acido nitrico, acido solforico e acido acetico), alcali e sali, quindi le leghe di zirconio sono anche utilizzate per rendere le parti resistenti alla corrosione e i dispositivi farmaceutici. Lo zirconio ha una forte affinità con gas come ossigeno e azoto, quindi lo zirconio e le leghe di zirconio sono anche ampiamente utilizzate come getti non evaporabili nelle industrie elettriche del vuoto e delle lampadine (vedi getti materiali). Lo zirconio ha eccellenti proprietà luminescenti ed è quindi un materiale flash e pirotecnico.

Tipi di leghe di zirconio:
Esistono due serie di leghe a base di zirconio prodotte su scala industriale: stagno di zirconio e zirconio. Il primo è
rappresentato dalla lega Zr-2, e quest'ultima è rappresentata dalla lega Zr-2.5Nb. La composizione e le proprietà dello zirconio e delle tre leghe di zirconio sono mostrate nella tabella. Il principio della selezione dell'elemento legante dello zirconio è: non si può aumentare significativamente la sezione trasversale di assorbimento termico dei neutroni dello zirconio; Il secondo è quello di migliorare la resistenza alla corrosione e la resistenza dello zirconio senza compromettere eccessivamente le prestazioni del processo. Nella lega di zirconio-stagno, l'aggiunta completa di stagno, ferro, cromo e nichel (lega Zr-2) può migliorare la resistenza e la resistenza alla corrosione del materiale, la conducibilità termica del film resistente alla corrosione e ridurre la sensibilità dello stato superficiale alla corrosione; La lega Zr-4 non contiene nichel e il contenuto di ferro è opportunamente aumentato. L'assorbimento della corrosione di questa lega è solo circa la metà di quello della lega Zr-2. Solitamente la lega Zr-2 è utilizzata nei reattori ad acqua bollente e la lega Zr-4 è utilizzata nei reattori ad acqua pressurizzata. Nella lega zirconio-lantanio, la resistenza alla corrosione della lega è migliore quando la quantità di niobio aggiunto raggiunge il limite della soluzione solida di α-Zr alla temperatura di utilizzo. Il contenuto di niobio nelle leghe Zr-1Nb e Zr-2.5Nb è superiore al limite della soluzione solida alla temperatura di utilizzo. L'entalpia in eccesso è presente nell'α-Zr in uno stato sovrasaturato, che è dannoso per la resistenza alla corrosione della lega, ma è molto migliore sotto forma della seconda fase β-Nb. La maggior parte degli elementi di impurità metalliche in zirconio e leghe di zirconio devono essere inferiori a 50 ppm, e gli elementi con grandi sezioni trasversali di assorbimento termico dei neutroni (come boro e cadmio) non dovrebbero superare 0,5 ppm; l'azoto con gravi danni alla resistenza alla corrosione non deve superare 80 ppm; L'effetto rinforzante, il cui contenuto è generalmente da 800 a 1600 ppm a seconda del requisito di resistenza.

Barre di zirconio

Dimensione	Dia.: 5 mm - 400 mm
Materiale	R60702, R60704, R60705
Standard	ASTM B550, ASTM B351
Superficie	Nero, decapaggio, sabbiatura, lucidato
Condizione	Cold rolled(Y), Hot rolled(R), Annealed (M), Quenching (C)
Forma	Barra quadrata, barra rotonda, barra esagonale, ecc.

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Test del prodotto:

Ispezione visiva, verifica la qualità della superficie, assicurando che i prodotti siano senza un singolo difetto

Rilevazione ultrasonica dei difetti, assicurandosi che le barre di zirconio non abbiano difetti all'interno

Rilevamento della composizione chimica

Prova delle caratteristiche meccaniche

Composizione chimica dello zirconio

Grado	Composizione degli elementi (%) <
	Zr+Hf	Hf	Fe+Cr	Sn	H	N	C	Nb	O
R60702	99.2	4.5	0.2	--	0.005	0.025	0.05	--	0.16
R60703	98	4.5	--	--	0.005	0.025	--	--	--
R60704	97.5	4.5	0.20~0.40	1.0~2.0	0.005	0.025	0.05	--	0.18
R60705	95.5	4.5	0.2	--	0.005	0.025	0.05	2.0~3.0	0.18
R60706	95.5	4.5	0.2	--	0.005	0.025	0.05	2.0~3.0	0.16

Proprietà meccaniche

Material	Stato	Rm (≥)/MPa	Rp0,2 (≥)/MPa	A50mm (≥)/%
Zirconio 702 (UNS R60702)	Ricollegato	379	207	16
Zirconio 704 (UNS R60704)	Ricollegato	413	241	14
Zirconio 705 (UNS R60705)	Ricollegato	552	379	16