Коррозионная стойкость циркония в газах

Амбарцумян Р. С. и др. Механические свойства и коррозионная стойкость циркония и его сплавов в воде, паре и газах при повышенных температурах. Доклад на Второй международной конференции Организации Объединенных Наций по применению атомной энергии в мирных целях. [c.149]

Результаты коррозионных испытаний в среде углекислого газа при 500° и 20 атм в течение 2000 час. показаны в табл. 1. После первых 250 час. испытаний нелегированный цирконий и все исследованные сплавы покрылись синевато-черной блестящей пленкой, которая сохранилась до конца испытаний. Лучшее сопротивление коррозии в течение 2000 час. испытаний оказал чистый цирконий. Поэтому можно сделать вывод, что никель и железо, взятые в совокупности, не улучшают коррозионной стойкости циркония во время непродолжительных испытаний в углекислом газе. Однако, если сравнивать поведение сплавов одних и тех же составов, богатых никелем или железом, можно заметить, что лучшей стойкостью в СО2 обладают сплавы с преимущественным содержанием никеля. В табл. 1 представлены результаты окисления сплавов на воздухе при 650° в течение 400 час. Наиболее сильному окислению подвергся нелегированный цирконий, пленка на котором стала осыпаться уже после 200 час. испытаний. Все остальные сплавы в течение всех 400 час. испытаний были покрыты пленками, прочно сцепленными с металлической основой. Привес (G/S) всех сплавов меньше привеса чистого циркония, причем для некоторых сплавов в 2 раза. Замечено, что увеличение суммарного содержания железа и никеля в пределах изученных концентраций улучшает сопротивление сплавов окислению на воздухе при 650°. [c.115]

Исследование коррозионной стойкости циркония, легированного железом и никелем, в углекислом газе при 500° и 20 атм в течение 2000 час. показало, что никель и железо, взятые в совокупности, не улуч-шают сопротивление циркония коррозии в углекислом газе. [c.116]

Коррозионная стойкость циркония в газах [c.122]

Коррозионная стойкость циркония в углекислом газе при повышенных температурах [c.124]

Цирконий почти не подвержен действию кислот и растворяется легко только в царской водке и в плавиковой кислоте. Большой интерес к металлическому цирконию, проявляемый за последнее время, обусловил проведение различных исследований коррозионной устойчивости циркония в различных средах. Эти исследования подтверждают, что цирконий медленно растворяется в серной и концентрированной соляной кислоте, но выдерживает 5%-ную соляную кислоту (холодную и горячую), растворы органических кислот, растворы некоторых оолей и раствор йода в йодистом калии [316]. Применение циркония как конструкционного материала в ядерной технике заставило особенно подробно изучить его коррозионную устойчивость не только в кислотах и других водных растворах, но и в воде, водяном паре, некоторых газах и в ряде органических реагентов. По данным, приводимым (в монографии [457], цирконий обладает отличной стойкостью (скорость коррозии меньше 0,0127 мм в год) почти во всех исследованных средах, за исключением газообразного хлора, с которым он легко взаимодействует, и хлорпроизводных уксусной кислоты. Исследована также коррозия циркония в расплавах различных металлов, но определенных данных пока пе получено [457]. [c.174]

Цирконий рассматривается как один из потенциально возможных металлов, на базе которого могут быть созданы сплавы повышенной коррозионной стойкости и прочности. Интенсивно исследуют сплавы на основе циркония. Примесь к чистому цирконию таких металлов как А1, Са, Mg, 51, РЬ и газов N2, О2, Нг, а также углерода, вредна. Наоборот, небольшое содержание в цирконии таких металлов, как 5п, ЫЬ, Ре, N1, Сг, оказывается благоприятным. Введение в цирконий олова и одновременно небольших добавок Ре, N1 и Сг помогает в значительной мере преодолеть вредное влияние примесей азота и углерода в цирконии на ухудшение его коррозионной стойкости в воде при повышенных температурах. [c.257]

Титан и цирконий обладают высокой коррозионной стойкостью и по прочности не уступают стали. До последнего времени титан относился к редким металлам, так как не знали способа получения его вполне чистым. Сейчас он широко применяется в виде сплавов, содержащих алюминий (до 5%), молибден (до 3%) и др. В самолетостроении титан заменяет дуралюмин, у которого при сверхзвуковых скоростях самолетов благодаря нагреванию снижается прочность. Перспективно использование титана в морском деле и в химическом машиностроении. Цирконий дороже титана. Он нашел применение в устройстве атомных реакторов в качестве коррозионностойкого материала, почти не задерживающего медленных нейтронов. Его применяют в качестве геттера — вещества, поглощающего остатки газов в вакууме (из циркония делают держатели для вольфрамовых нитей радиоламп). [c.132]

Высокая активность циркония, поглощающего при нагреве большинство газов, применяемых в трубках разрежения, а также его высокая коррозионная стойкость при повышенных температурах обеспечили применение этого металла как газопоглотителя [геттера] в радиолампах, рентгеновских трубках и в технике высокого вакуума [11]. [c.266]

N1=3 от 1 до 6 вес, /о, 1 1 от 1 до 3 вес,%, 1 3 от 1 до 2 вес. /о. Испытание коррозионной стойкости сплавов циркония с молибденом и никелем в воде при 350° и 170 атм в течение 4000 час. показало, что ни один из исследованных сплавов не обнаружил достаточной коррозионной стойкости в воде высоких параметров. Испытание в углекислом газе при 500° и 20 атм показало, что легирование циркония молибденом и никелем незначительно влияет на его коррозию в течение 2000 час. Исследование жаростойкости на воздухе при 650° С показало, что никель улучшает сопротивление окислению циркония на воздухе, в то время как молибден его ухудшает. Исследование механических свойств сплавов при испытании на растяжение при комнатной температуре и 400° С показало, что легирование циркония молибденом и никелем в количестве 1 и 2 вес.% примерно в 2 раза повышает предел прочности. [c.272]

Изложена теория коррозии и защиты металлов в электролитах, атмосфере, парах и газах при высоких температурах. Значительное место уделено описанию коррозионной стойкости сплавов на основе железа, меди, алюминия, никеля и новых металлических конструкционных материалов для химической аппаратуры — титана, циркония, тантала. Рассмотрены способы защиты от коррозии обработкой внешней среды, наложением тока и покрытиями. Илл. 113. Табл. 20. Библ. 446 назв. [c.4]

Исследование коррозионных свойств сплавов в углекислом газе при 500° и 20 атм. в течение 500 час. показало, что ни один из сплавов не обнаружил лучшей стойкости, чем нелегированный цирконий. [c.245]

Титан, цирконий и гафний используются как легирующие добавки к специальным сплавам. Они улучшают механические свойства, повышают пластичность, твердость и коррозионную стойкост 5 сплавов. Порошки титана, циркония и гафния используются как поглотители газов (геттеры). Более легкий по сравнению с другими -металлами титан широко применяется также для изготовления турбинных двигателей, корпусов самолетов и морских судов. Особо чистый цирконий используется в качестве конструкционного материала для термоядерных реакторов. Гафний обладает исключительной способностью к захвату нейтронов стержни из этого металла применяются в ядерной технике. Оксиды циркония, титана и гафния находят применение в качестве материалов дл>1 изготовления тугоплавких и химически стойких тиглей и электродов МГД-генераторов. Ti02 используется в качестве красителя (титановые белила). Из карбидов титана и циркония изготовляют шлифовальные круги. Титанат бария (ВаТЮз) широко исполь.-зуется в пьезоэлектрических датчиках. [c.514]

Процесс осуществляют в герметически закрытом реакторе, в который послойно загружается ZrOa (крупностью 0,175 мм) и и кальций в виде стружки (2x5x20 мм) Добавка СаСЬ может быть меньше, чем в случае восстановления титана, так как порошок циркония обладает большей коррозионной стойкостью и окисляется в меньшей степени, несмотря на мелкозернистость Процесс следует проводить в вакууме либо в атмосфере инертного газа [c.245]

Цирконий по своим свойствам близок к титану, и технология его получения аналогична технологии получения титана (метод Кролля) [60]. Склонность циркония к поглощению азота и кислорода затрудняет процесс его получения, а поглощение им водорода ограничивает сферу его применения. В результате поглощения газов механические свойства циркония, а также его стойкость в воде высокой чистоты под давлением ухудшаются. Цирконий отличается чрезвычайно высокой пластичностью и коррозионной стойкостью. Он применяется в химической промышленности сплав циркалой используется для защитных оболочек в атомных энергетических установках (учитывается его стойкость в воде под давлением, высокая жаропрочность, а также малое эффективное сече-, ние захвата нейтронов) [61]. Цирконий можно сваривать в атмосфере инертных газов. [c.444]

В книге содержатся оригинальные данные о структуре и свойствах сплавов на основе циркония. Впервые представлены циркониевые углы диаграмм состояния 25 тройных систем циркония с важнейшими легирующими элементами алюминием, бериллием, ванадием, железом, кремнием, мед .10, молибденом, ниобием, оловом, хромом и др. Приведены данные по коррозионной стойкости в воде высоких параметров, углекислом газе, на воздухе, а также по механическим свойствам при 400—700 двойных, 1ро11-пых VI более сложных сплавов циркония с указанными выше элеме1ггами. [c.2]

Исследование коррозионных и механических свойств проводились на сплавах, содержащих от 0,5 до 2 вес.% никеля и железа при их соотношении 1 2 1 1 2 1. Сплавы приготавливали из йодидного циркония 99,8%, электролитического никеля, переплавленного в вакууме, и порошкообразного восстановленного железа высокой чистоты методом дуговой плавки с нерасходуемым электродом в атмосфере чистого аргона. Химический анализ показал хорошее совпадение с шихтовым составом. Параллельно велось испытание нелегированного циркония. Слитки, нагретые в буре до 900°, ковали в прутки диаметром 6 мм, которые затем подвергали отпуску при 600° в течение 0,5 часа для снятия напряжений ковки. Из отпущенных прутков изготовляли цилиндрические образцы для коррозионных испытаний и стандартные разрывные образцы с диаметром рабочей части 3 мм. Изучена коррозионная стойкость указанных сплавов в воде при 350° и 170 атм в течение 5500 час., в углекислом газе ири 500° и 20 атм в течение 2000 час., проверена окисляемость на воздухе при 650° в течение 400 час., а также исследованы механические свойства при испытании на растяжение при комнатной температуре и 400° и сопротивление ползучести при температурах 400, 500°. Исследование коррозионной стойкости в воде производилось в автоклаве из стали 1Х18Н9Т. Основными характеристиками коррозии служили привес на единицу площади поверхности (Г/ж ) и качество поверхности образцов. Сплавы испытывали в течение 5500 час., взвешивание и осмотр поверхности сплавов производили через 250, 500, 1000, 1500, 2500, 3500, 5000, 5500 час. Испытание по определению коррозионной стойкости в среде углекислого газа проводили также в автоклаве из нержавеющей стали. Предварительно вакуумированный автоклав наполняли таким количеством углекислого газа, которое при 500° создавало давление 20 атм. Для определения коррозионной стойкости сплавов служили те же характеристики, что и в случае водной коррозии привес (в Г/м ) и качество поверхности. Длительность испытания составляла 2000 час., взвешивали через 250, 500, 1250 и 2000 час. Окисление сплавов на воздухе при 650° осуществляли в открытой шахтной печи в кварцевых стаканчиках. Осмотр поверхности сплавов, взвешивание и определение привеса на единицу поверхности G/S) производили через каждые 50 час. Испытание сплавов на растяжение при комнатной температуре и 400° вели на машине типа РМ-500, при автоматической записи кривых растяжения. Определены величины предела прочности (ов) и относительного удлинения (б). [c.114]

Исследование коррозионной стойкости сплавов в углекислом газе при 5001 и 20 атм в течение 2000 час. показало, что железо и никель, взятые в совокупности, не улучшают сопротивление коррозии циркония в данной среде. Исследование окисления сплавов на воздухе при 650 в течение 400 час, показало, что железо и никель улучшают сопротивление окислению, причем тем лучше, чем больше их содержание в сплавах. Изуч1ение механических свойств сплавов при комнатной температуре и 400 при испытании на растяжение показало, что введение в цирконий 1,5 вес,% (Fe+Ni) в 1,5 раза повышает его предел прочности. Железо и никель значительно улучшают сопротивление ползучести циркония при 400 . [c.269]

При проведении испытаний в газообразном хлоре образцы устанавливались в электролитической ванне выше электролита (над анодом) в потоке газа, в коллекторе частично в газе, частично в конденсированной воде и органическом осадке, который собирался в коллекторе, в различных секциях газового холодильника. Титан обладает прекрасной стойкостью во влажном газообразном хлоре, однако сухой хлор сильно разрушает титан, что приводит даже к возгоранию образцов 20—25). По данным работы [203], для обеспечения высокой коррозионной стойкости титана достаточно увлажнение хлора до 0,005%. Титан обладает высокой стойкостью не только во влажном хлоре, но и в кислых, нейтральных и щелочных растворах, насыщенных газообразным хлором 13, 26, 28—31). Коррозионное поведение циркония в присутствии хлора противоположно поведению титана. Цирконий устойчив в сухом хлоре I неустойчив во влажном и в растворах, насыщенных x.iOjjOM. Монель, Хастеллой С и Хлорим ч 3 П1,1ли устойчивы в yviiM хлоре во влажном хлоре и особенно в растворах, насыщенных хлором, их стойкость значительно ниже, чем стойкость титана. [c.33]

Интересные результаты получены при исследовании вь действия на ситаллы различных агрессивных газов. Например, при изучении коррозионной стойкости разных материалов к соединениям хлора установлено следующее. Образцы 14 металлов и сплавов (хром, никель, сплав на основе никеля, сплав на основе титана, нержавеющая сталь, сплавы на основе меди и на основе ниобия) совершенно не выдерживали воздействия тетрахлорида титана. В то же время ряд технических ситаллов (К 4, 224-18 и др.) показали высокую коррозионную стойкость в сухом и влажном хлоре, в парах соляной кислоты, тетрах лоридов титана, кремния, углерода и циркония, а также в парах тетрахлори-дов тантала и ниобия. Испытания проводились при тевйхературах [c.129]

Материаловедческий подход к решению проблемы повьппе-ния ресурса работы анодов электродуговых плазмотронов. Поскольку полностью подавить эрозию электродов электродуговых плазмотронов невозможно в принципе, а перечисленные выше инженернотехнологические решения достигают более или менее приемлемого ресурса работы только для катода, то, по нашему мнению, наиболее радикальным решением проблемы ресурса работы анодов электродуговых плазмотронов является материаловедческий подход — улучшение сопротивляемости анодного материала термическому действию электрической дуги и коррозионно-активному влиянию плазменной среды, особенно при наличие даже следовых количеств кислородсодержащих газов. Хорошо известен чисто металлургический прием при решении проблемы улучшения свойств материалов — легирование основного материала различными добавками. Этот прием развит и в данном случае разработана технология легирования меди некоторыми металлами, существенно улучшающими ее свойства [13. Например, легирование цирконием и хромом повышает прочность материала анода и его устойчивость к окислительной коррозии при высоких температурах. Легирование меди серебром также резко повышает стойкость материала анода к окислительной коррозии даже в том случае, когда плазмотрон работает на чистом кислороде. Перспективы данного направления пока далеко пе исчерпаны, имеются лишь отрывочные сведения, показывающие большие возможности метода легирования. Так, известно [13], что трубчатый медный электрод дугового плазмотрона, легированный 2 % циркония и имеющий диаметр 2,5 см, работал на токе 4500 А в воздушной среде в течение 200 часов и не разрушился. Для обычного анода, выполненного из меди, это было бы непосильной задачей. [c.90]