Сучасна електрометалургія, 2022, #4, 3-8 pages
Рафінування ніобію способом електронно-променевої плавки з проміжною ємністю
С.В. Ахонін, В.О. Березос, О.М. Пікулін, О.О. Котенко, Ю.Т. Іщук
ІЕЗ ім. Є.О. Патона НАН України. 03150, м. Київ, вул. Казимира Малевича, 11. E-mail: office@paton.kiev.ua
Реферат
На основі технології електронно-променевої плавки з проміжною ємністю був проведений комплекс дослідницьких робіт по отриманню якісних зливків металічного ніобію високої чистоти з підвищеними техніко-економічними показниками процесу. По результатам проведених робіт встановлено, що серед домішок впровадження з ніобію під час електронно-променевої плавки з проміжною ємністю найбільш погано видаляється азот,
який є домішкою, що лімітує процес рафінування. Експериментальні дані, отримані в ході роботи, показали,
що запропоновані режими двократного електронно-променевого переплаву ніобію з проміжною ємністю забезпечують досить однорідний розподіл домішкових елементів в об’ємі зливка, а величини їх вмісту при цьому
не перевищують показники, визначені вимогами стандарту. Встановлено, що застосування технології електронно-променевого оплавлення поверхні зливків забезпечує видалення дефектів поверхневого шару зливків
ніобію, при цьому шорсткість поверхні знаходиться в межах Rz20…Rz80 при хвилястості рельєфу поверхні
відповідно рівній 0,2…0,6 мм. Бібліогр. 20, табл. 1, рис. 6.
Ключові слова: ніобій; електронно-променева плавка; проміжна ємність; зливок; хімічний склад
Received 26.09.2022
Список літератури
1. Inshewat, Yazan (2020) ECM and EDM of tantalum and niobium
alloys for use in the space industry. DOI: https://doi.
org/10.13140/RG.2.2.11005.59366
2. Hebda, John (2001) Niobium alloys and high temperature
applications. Niobium Science & Technology: Proc. of Inter.
Sym. Niobium, Orlando, Florida, USA.
3. Paul Aimone, Mei Yang (2018) Niobium alloys for the chemical
process industry. Inter. J. of Refractory Metals and Hard
Materials, 71, 335–339. DOI: https://doi.org/10.1016/j.
ijrmhm.2017.11.036
4. Ciovati, Gianluigi, Dhakal, Pashupati, Kneisel, P., Myneni,
Ganapati (2015) Summary of performance of superconducting
radio-frequency cavities built from CBMM niobium
ingots. AIP Conf. Proc., 1687, 030001. DOI: https://doi.
org/10.1063/1.4935322
5. Patel, D., Kim, SH., Qiu, W. et al. (2019) Niobium-titanium
(Nb–Ti) superconducting joints for persistent-mode operation.
Sci., 9, 14287. DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-019-50549-7
6. Banno, N., Kobayashi, K., Uchida, A. et al. (2021) High-temperature-tolerable superconducting Nb-alloy and its application
to Pb- and Cd-free superconducting joints between
NbTi and Nb3Sn wires. J. Mater. Sci., 56, 20197–20207. DOI:
https://doi.org/10.1007/s10853-021-06585-8
7. Om Pal Singh, Umasankari K. (2021) Chapter 12: Nuclear
reactors of the future. Ed. by P. Mohanakrishnan. Physics of
Nuclear Reactors. Academic Press, 695–746. DOI: https://
doi.org/10.1016/B978-0-12-822441-0.00006-6
8. Nikulina, A.V. (2003) Zirconium-niobium alloys for
core elements of pressurized water reactors. Metal Sci.
and Heat Treatment, 45, 287–292. DOI: https://doi.
org/10.1023/A:1027388503837
9. Pink, Erwin, Eck, Ralf. (2006) Refractory metals and their alloys.
DOI: https://doi.org/10.1002/9783527603978.mst0088
10. Lance L. Snead, David T. Hoelzer, Michael Rieth, Andre A.N.
Nemith (2019) Chapter 13: Refractory Alloys: Vanadium,
niobium, molybdenum, tungsten. Eds by G. Robert Odette,
Steven J. Zinkle. Structural Alloys for Nuclear Energy Applications.
Elsevier, 585–640. DOI: https://doi.org/10.1016/
B978-0-12-397046-6.00013-7
11. Zelikman, A.N., Korshunov, B.G. (1991) Metallurgy of rare
metals. Moscow, Metallurgy.
12. Zinoviev, V.E. (1984) Kinetic properties of metals at high temperatures:
Refer. book. Moscow, Metallurgiya [in Russian].
13. Greenwood, N.N., Earnshaw, A. (1997) Vanadium, niobium
and tantalum. Chemistry of the elements. Second Edition.
Butterworth-Heinemann, 976–1001. DOI: https://doi.
org/10.1016/B978-0-7506-3365-9.50028-6
14. Juneja, J.M. (2005) Preparation of niobium-aluminium alloys
by aluminothermic reduction of Nb2O5. High Temperature
Materials and Processes, 24(1), 1–6. DOI: https://doi.
org/10.1515/HTMP.2005.24.1.1
15. Mitchell, A., Wang, T. (2000) Electron beam melting. Technology
review. Proc. of Conf. on Electron Beam Melting and
Refining — State of the Art 2000. Millennium Conf., Englewood,
September 23–25, 2000, N.-J. Bakish Materials Corporation,
2−11.
16. Nakajima, T., Morimoto, Y., Takaki, S., Abiko, K. (1998)
Preparation of ultra-pure Ti–Al alloys. Phys. Status Solidi. A,
2, 411–418.
17. Paton, B.E., Trigub, M.P., Akhonin, S.V. (2008) Electron
beam melting of refractory and highly reactive metals. Kyiv,
Naukova Dumka [in Ukrainian].
18. Akhonin, S.V., Berezos, V.O., Pikulin, O.M. et al. (2022) Producing
high-temperature titanium alloys of Ti–Al–Zr–Si–Mo–
Nb–Sn system by electron beam melting. The Paton Welding
J., 7, 39–45. DOI: https://doi.org/10.37434/tpwj2022.07.07
19. Trigub, N.P., Zhuk, G.V., Kalinyuk, A.N. et al. (2003) Electron
beam installation UE-121. Advances in Electrometallurgy,
2, 15-17.
20. Trigub, N.P., Zhuk, G.V., Pikulin, A.N. et al. (2003) Electron
beam installation UE-185 for fusion of surface layer of ingots.
Ibid., 3, 10–12.
Реклама в цьому номері: