The process of production of plates on the basis of metallic hafnium, which must respond to the requests of the possibility of their use in the construction of nuclear reactors' control rods, is described. For the production of initial ingots the electron-beam melting method was applied. For crushing of cast structure the ingots were subjected to forging, and the forged samples were rolled into the bars. They were polished, cut to a size and subjected to the heat treatment. Inspection of the properties of material and obtained products was carried out during all stages of semimanufactured material production. The properties of the plates obtained from hafnium satisfy the stated production requirements.

Досліджено основні закономірності процесів отримання та рафінування гафнію ядерної чистоти, а також його фізичні властивості. Вперше розроблено, досліджено та випробувано основні етапи одержання тетрафториду гафнію (ТФГ), очищення його за методом вакуумної сублімації, одержання подвійних металевих сплавів Hf-Me методом відновлення ТФГ кальцієм, а також рафінувальні переплави цих сплавів з метою одержання злитків чистого гафнію. Встановлено основні параметри процесів одержання ТФГ і сублімації, що забезпечують оптимальний хімічний та фазовий склади тетрафториду гафнію. Визначено умови одержання подвійних сплавів Hf - Me за методом відновлення ТФГ та запропоновано застосування домішок для зниження температури ліквідусу. Досліджено процес дегазації тетрафториду гафнію та введення хімічно активних домішок за умов електронно-променевої плавки для зниження вмісту кисню та азоту, а також кінетику видалення металевих домішок з гафнію у процесі його рафінування. Розроблено новий кальцієтермічний процес отримання металевого гафнію, що базується на використанні сировинних джерел України.

Розроблено та досліджено новий технологічний процес виготовлення пластин з гафнію виробництва України, які відповідають вимогам ядерної енергетики. Одержано дослідну партію пластин з гафнію для використання у системах управління та захисту ядерних реакторів. Розроблено технології підготовки металевого гафнію до деформації, різноспрямованого гарячого кування, багатоступеневої деформації холодною та гарячою прокаткою, оптимізації структури проміжними та завершальним відпалами, запропоновано систему контролю якості виробів. Виконано необхідні розрахунки для оптимізації деформації прокаткою. Кожний етап виготовлення пластин експериментально обгрунтовано шляхом дослідження хімічного складу, структури, текстури, механічних і фізичних властивостей з використаням сучасних приладів і методик. Досліджено характеристики гафнію різного структурного стану за різних умов випробування. Визначено умови формування високоякісних виробів з гафнію ядерного призначення. Наведено результати вивчення фізико-механічних властивостей полі- та монокристалічного гафнію за умов низьких температур.

Індекс рубрикатора НБУВ: К345.24

Рубрики:

Металургія гафнію

Шифр НБУВ: Ж29137 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Предложены и описаны металлотермическая и электронно-лучевая технологии получения конструкционного сплава цирконий - гафний с широким спектром физических свойств, пригодного для нейтронной защиты и термохимических катодов. Изложены результаты опытно-промышленных плавок совместного кальцийтермического восстановления фторидов циркония и гафния в присутствии железа в индукционной вакуумной печи типа ИСВ-1.0-ПХ-И1 и электронно-лучевого переплава слитков тройного сплава на установках УЭ-177РЛ, УЭ-178. Двойной сплав цирконий - 24 % гафния по химсоставу соответствует требованиям на материалы ядерной чистоты, пригодным для деформации их в изделия различного назначения (лист, пруток, проволока, труба).

Увагу приділено визначенню фізичних закономірностей поведінки домішок під час рафінування гафнію методом вертикальної безтигельної зонної плавки, одержанню та дослідженню високочистого полі- та монокристалічного гафнію з комплексом досконаліших фізичних і механічних властивостей. Проведено розрахунки й експериментальні дослідження рафінування гафнію. Вивчено поведінку домішок під час прогрівання, плавки з різною швидкістю та в електричному полі. Визначено рівноважні й ефективні коефіцієнти розподілу домішок малої концентрації. Розроблено метод одержання високочистих монокристалічних зразків. Досліджено механічні властивості, електроопір і теплопровідність, акустичні характеристики моно- та полікристалічного гафнію.