Wyniki wyszukiwania - BazTech

Ograniczanie wyników

2 2019

Znaleziono wyników: 2

Liczba wyników na stronie

Wyniki wyszukiwania

Wyszukiwano:
w słowach kluczowych: zirconium alloys

Sortuj według:

Ogranicz wyniki do:

Metoda topienia i odlewania stopu cyrkonu 702

Leśniewski Wojciech, Wieliczko Piotr, Wawrylak Marek

Prace Instytutu Odlewnictwa

2019

Vol. 59, no. 1

15--20

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.

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.

Oxidation kinetics of Zircaloy-4 alloy at 673 K determined by GDOES technique

Trybuś Bartłomiej, Olive Jean-Marc, Zieliński Andrzej

Inżynieria Materiałowa

2019

Vol. 40, nr 2

34--38

Oxidation of zirconium alloys is a process that takes place during the operation of nuclear reactors and is essential for assessing the durability of fuel claddings. The present study was aimed to determine the oxidation kinetics of the Zircaloy-4 alloy using GDOES (glow discharge optical emission spectroscopy) at temperature 673 K corresponding to the conditions of use of fuel pellets. The tests were performed on non-oxidized samples as well as after their oxidation for 0.5, 2, 15 and 48 h. Oxygen layer growth was also investigated by thermogravimetric analysis after oxidation for 0.5 h. The naturally generated oxide at room temperature, designated as non-oxidized, had a thickness of 23±2 nm. After 2 h oxidation, an oxide possessing a thickness of 42±4 nm with about 155 nm of oxygen traces was observed. Oxidation for 15 h resulted in formation of an oxide with a thickness of 130±10 nm with a transition distance to the pure alloy of 240 nm. Finally, a layer with a thickness of 235±10 nm appeared after oxidation for 48 h, while the distance after which the measurement included only a pure alloy without the oxygen traces, was about 310 nm. The results show that oxidation can be described by the exponential kinetic equation, that has the parabolic form after 15 or 48 h of oxidation, which well fits the previous results. However, at shorter oxidation times the kinetic equation has the quasi-parabolic form (n < 2). The reason for changing the form of the equation can be attributed to the effect of defective crystalline structure on oxygen diffusion in the oxide layer as the porosity, crevices and cracks.

W wielu pracach opisano masę tlenku cyrkonu powstającego podczas utleniania równaniem parabolicznym, ale według części autorów zależność ta lepiej daje się opisać równaniem kubicznym. Kinetyka opisana przez tę ostatnią zależność dowodzi, że proces dyfuzji atomów tlenu, który determinuje szybkość tworzenia się tlenku, nie jest procesem homogenicznym zachodzącym w idealnym ciele stałym, ale przebiega głównie na granicy ziaren. Celem pracy było określenie zależności ilościowych między czasem utleniania a grubością warstw tlenków w stosunkowo niskiej temperaturze 673 K, odpowiadającej normalnym warunkom pracy reaktorów jądrowych, za pomocą metody GDOES (optyczna spektrometria emisyjna z wyładowaniem jarzeniowym) rzadko stosowanej do badań takich procesów.