Слитки для изготовления штамповок или деталей ядерных реакторов

24.01.2017

В некоторых случаях, например в производстве кованых колес шасси самолетов или прессованных прутков для изготовления оболочек для ядерных реакторов, может возникнуть необходимость в контроле интерметаллических включений, избыточное количество которых (рис. 193) может стать причиной снижения механических свойств деформированного полуфабриката. Существует несколько способов решения этой проблемы; применение одного или нескольких из этих способов всегда дает положительный результат для любого сплава.
Обычно решение проблемы интерметаллических включений тем сложнее, чем больше диаметр слитков.
Слитки для изготовления штамповок или деталей ядерных реакторов

В настоящее время известны следующие основные методы уменьшения количества интерметаллических частиц в слитке:
1) фильтрация расплава. Ансуорт описывает простое приспособление для фильтрации расплава через стальную дробь, достаточно эффективное для очистки от интерметаллических включений таких сплавов, как AZM. (AZ61) и Magnox (рис. 194). Сначала фильтрующий слой заполняется снизу жидким металлом. после чего металл проходит через фильтр. Этот тип фильтрации в течение некоторого времени применяли для очистки небольших количеств расплавов, содержащих цирконий, например, массой около 140 кг. Масса частиц циркония, которые задерживались фильтром, достигает 25 г на 45 кг расплава;
2) плавка при низких температурах. Применяется прежде всего для сплавов, содержащих цирконий. О преимуществах введения легирующих элементов при низких температурах уже говорилось выше;
3) для ряда сплавов (например, для AZ31) разработаны специальные методы рафинирования от интерметаллических частиц и примесей. В этом сплаве присутствуют частицы интерметаллидов Mn—Al, и их количество увеличивается, если в сплав Mg—Al добавляется MnCl2, а также при добавлении алюминия в магний, насыщенный марганцем, либо просто в том случае, когда начинается охлаждение расплава, насыщенного марганцем и алюминием. Для уменьшения содержания железа в сплаве до желаемого низкого уровня можно добавлять цирконий; затем при температуре литья вводят в виде лигатуры Mg—Mn марганец в предусмотренном стандартами минимальном количестве с тем, чтобы количество частиц марганца в сплаве было минимальным.
В этом случае марганец может быть введен в магнии либо в виде электролитического марганца, либо в виде смеси солей MnCl2 и KCl.
Слитки для изготовления штамповок или деталей ядерных реакторов

Фирма Dow применяет аналогичный метод в производстве пластин из сплава AZ31 для полиграфической промышленности. Метод фирмы Dow заключается в перемешивании двух струй расплава. Одна из струн — сплав Mg—Zr с добавками достаточного количества Al (3—5% массового количества Zr). Для выпадения циркония — вторая струя — сплав Mg—Al—Zn, содержащий почти вдвое больше элементов, чем это необходимо для окончательного состава сплава. Обе струи смешиваются в отстойнике, расплав выдерживают при температуре около 675° С. Получаемый таким образом сплав содержит небольшое количество железа и относительно свободен от интерметаллических включений.