Metoda topienia i odlewania stopu cyrkonu 702

• Autorzy: Leśniewski Wojciech , Wieliczko Piotr , Wawrylak Marek

Identyfikatory

DOI

10.7356/iod.2019.02

Warianty tytułu

EN

A method of melting and casting zirconium 702 alloy

• Języki publikacji: PL EN

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono metodę topienia stopu cyrkonu w indukcyjnym piecu próżniowym z wykorzystaniem izolowanego cieplnie tygla grafitowego. Konstrukcja próżniowego indukcyjnego pieca odśrodkowego Supercast Titan umożliwia szybkie topienie stopów metali w tyglach ceramicznych. Roboczy tygiel ceramiczny oddziela od cewki indukcyjnej tygiel ze szkła kwarcowego. Temperatura nagrzewania stopu w roboczym tyglu ceramicznym jest ograniczona dopuszczalną temperaturą pracy uszczelnień tygla kwarcowego i komory pieca. Konstrukcja pieca umożliwia również topienie tytanu w jednorazowych alundowych tyglach. Temperatura topienia cyrkonu, wynosząca 1859°C, nie pozwala na jego przetapianie w tyglu alundowym. Problem rozwiązano dzięki zastosowaniu tygla grafitowego izolowanego termicznie od tygla ceramicznego. Wsad stopu cyrkonu 702 po stopieniu w tyglu grafitowym przelano do wirującej poziomej formy grafitowej, wykorzystując siłę odśrodkową. Określono strukturę metalograficzną zarówno dla materiału wsadowego, jak i odlewu. Materiał odlewu poddano procesowi wysokotemperaturowego doprasowania izostatycznego (HIP). Określono gęstość materiału wsadowego, odlewu oraz materiału odlewu poddanego procesowi HIP. Porównano twardość odlanego materiału z twardością materiału wsadowego.

EN

This article presents a method of melting zirconium alloy in an induction vacuum furnace using a thermally insulated graphite crucible. The design of the Supercast Titan induction centrifugal furnace allows for the quick melting of metal alloys in ceramic crucibles. The ceramic crucible used for melting is separated from the induction coil by a quartz glass casing. The maximal temperature of heating the alloy in the melting ceramic crucible is limited by the permissible operating temperature of quartz casing seals and the furnace chamber. The design of the furnace also allows for melting of titanium in disposable alumina-based crucibles. The melting point of the zirconium, 1859°C, which does not allow for melting in the alumina-based crucible. The problem was solved by using a graphite crucible thermally insulated from a ceramic crucible. The batch of the zirconium alloy 702 after melting in the graphite crucible was poured, using centrifugal force into a rotating horizontal graphite mold. The metallographic structures were determined for both the batch material and the casting. The cast material was subjected to hot isostatic pressing (HIP). The densities of the batch material, casting and cast material subjected to the HIP process were determined. The hardness of the cast material was compared to the hardness of the batch material.

Słowa kluczowe

PL

stopy cyrkonu; odlewanie odśrodkowe; wysokotemperaturowe prasowanie izostatyczne

EN

zirconium alloys; centrifugal casting; hot isostatic pressing

• Wydawca: Instytut Odlewnictwa
• Czasopismo: Prace Instytutu Odlewnictwa
• Rocznik: 2019
• Tom: Vol. 59, no. 1
• Strony: 15--20
• Opis fizyczny: Bibliogr. 5 poz., rys.

Twórcy

autor

Leśniewski Wojciech

• Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Odlewnictwa, ul. Zakopiańska 73, 30-418 Kraków, Polska

autor

Wieliczko Piotr

• Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Odlewnictwa, ul. Zakopiańska 73, 30-418 Kraków, Polska

autor

Wawrylak Marek

• Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Odlewnictwa, ul. Zakopiańska 73, 30-418 Kraków, Polska

Bibliografia

• 1. Hedrick J.B. 2002. „Zirconium and Hafnium”. U.S. Geological Survey Minerals Yearbook, https://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/zirconium/730401.pdf [dostęp: 14.10.2018].
• 2. Rutkowski W., S. Stolarz, M. Raźniewska, B. Winsch, H. Rutkowska. 1962. Nowe metale techniczne. Warszawa: Wydawnictwa Naukowo-Techniczne.
• 3. Skrzypek S., K. Przybyłowicz (red.). 2012. Inżynieria metali i ich stopów. Kraków: Wydawnictwa AGH.
• 4. http://en.wikipedia.org/wiki/Zirconium [dostęp: 14.10.2018].
• 5. https://www.materials.sandvik/en/materials-center/material-datasheets/tube-and-pipe-seamless/sandvik-zr-702 [dostęp: 14.10.2018].

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).