Cadinho de liga Nb-1Zr

O cadinho de liga Nb-1Zr usado no experimento é feito de material de liga refratária Nb-1Zr (R04251). É usado principalmente para desenvolvimento experimental de alta temperatura em universidades, institutos de pesquisa e laboratórios de materiais.

Ao adicionar 0,8-1,2% de zircônio à matriz metálica de nióbio, o refinamento do grão é alcançado. Em comparação com os cadinhos de nióbio puro, sua resistência à fluência em alta temperatura e ao choque térmico melhoraram significativamente. O ponto de fusão é de aproximadamente 2.400 graus e a pressão de vapor em alta temperatura é baixa, tornando-o menos sujeito à precipitação de impurezas e contaminação das amostras experimentais.

1. Seleção de matérias-primas para cadinho de liga Nb-1Zr:

O lingote Nb-1Zr utilizado é produzido pelo processo de fusão por autodissolução a vácuo VAR. Os elementos intersticiais O/H/N são rigorosamente controlados e não apresentam inclusões, porosidade ou segregação. A haste ou placa de liga com baixo oxigênio e Nb-1Zr de alta pureza é preferida.

Nota: As matérias-primas não devem conter impurezas de alto ponto de fusão, como tungstênio e ferro. Se estas impurezas de alto ponto de fusão estiverem presentes, elas contaminarão as amostras experimentais em altas temperaturas.

2.A formação do cadinho de liga de nióbio-zircônio é obtida principalmente através de moldagem giratória e usinagem de precisão CNC. Aqui, não recomendamos o simples processamento bruto do forjamento.

Porque o processo de moldagem giratória pode garantir uma espessura de parede uniforme do cadinho, evitando diferenças locais de espessura de parede que causam superaquecimento local e concentração de tensão; A usinagem pode garantir melhor a pequena tolerância do diâmetro interno, diâmetro externo, altura e espessura do fundo, e o fundo do cadinho é plano, estável para colocação e particularmente adequado para pequenos corpos de fornos de laboratório.

Para cadinhos irregulares/cônicos que precisam ser formados como um todo, o processo de soldagem deve ser minimizado tanto quanto possível. Se a soldagem for necessária, a soldagem por feixe de elétrons a vácuo deve ser adotada e a soldagem a arco de argônio é proibida. Isso pode garantir que a composição da solda, a estrutura do grão e o material de base sejam consistentes e que a solda não tenha poros ou rachaduras. Caso contrário, o cadinho é particularmente propenso a vazamentos em alta temperatura durante o uso experimental.

3. Tratamento térmico

Depois que o cadinho é formado, o recozimento com alívio de tensão a vácuo é necessário para eliminar a tensão residual da fiação/usinagem. Isto serve principalmente para evitar que o cadinho rache ou se deforme sob o choque térmico de aquecimento e resfriamento durante o experimento, estabilizando assim a estrutura do grão e melhorando a resistência ao choque térmico.

4. Processo de limpeza e desgaseificação:

• Remova o óleo de corte de usinagem e o óleo lubrificante

• Lavagem ácida e passivação para remover a pequena camada de óxido na superfície

• Tratamento de desgaseificação a vácuo em alta temperatura, usado principalmente para cadinhos de pesquisa de alta demanda. O H₂O interno, H₂, CO e outros gases adsorvidos pelo material precisam ser liberados antecipadamente

Isto serve principalmente para evitar que o cadinho libere gás durante o aquecimento experimental, evitando a contaminação da amostra por gás e a formação de bolhas no fundido, que é o ponto de maior preocupação para os clientes do laboratório.

Para fusão, sinterização e análise térmica em laboratório em alta temperatura, os principais materiais metálicos aplicáveis ​​são os seguintes:

 

1

 

Metais alcalinos, principalmente lítio líquido Li, sódio Na, potássio K. O cadinho Nb-1Zr tem excelente resistência à corrosão para metais alcalinos fundidos e é o recipiente experimental preferido para experimentos de metais alcalinos líquidos no campo espacial/nuclear. Quase não há interdifusão e não são produzidos compostos intermetálicos frágeis.

2

 

 

 

Metais preciosos, principalmente ouro Au, prata Ag, platina Pt, paládio Pd, ródio Rh. Eles têm excelente compatibilidade em altas temperaturas e não sofrem facilmente mistura de elementos, e são muito adequados para experimentos de fusão e purificação de amostras de metais preciosos.

3

 

 

Metais de terras raras e ligas de terras raras, como lantânio, cério, neodímio, samário, disprósio e outros metais de terras raras, ligas intermediárias de terras raras (principalmente devido ao uso em ambiente de vácuo e controle razoável de temperatura).

 

4

 

 

Metais refratários (sistema de baixa reação, faixa de temperatura média-baixa), principalmente tungstênio W, sinterização de amostras de molibdênio Mo ou experimentos de recozimento; Observe que se a temperatura for muito alta e o tempo de retenção for longo, existe o risco de interdifusão de oligoelementos.

5

 

 

Urânio, metais nucleares do tipo plutônio (laboratório de pesquisa de materiais nucleares), têm boa compatibilidade com urânio metálico fundido e são cadinhos comumente usados ​​​​para os primeiros experimentos nucleares de metal líquido.

6

 

 

Cobre Cu: Fusão a vácuo em média temperatura de cobre e ligas de cobre. Deve-se observar que durante a operação a temperatura não deve ultrapassar 1200 graus por muito tempo. Em altas temperaturas, haverá uma pequena quantidade de corrosão.

 

Também adequado para sinterização de pó metálico, tratamento térmico, não limitado à fusão, muitos laboratórios o utilizam para recozimento em alta temperatura de pós de liga.

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