Сучасна електрометалургія, 2022, №04



2022 №04 (08)

DOI of Article 10.37434/sem2022.04.01

2022 №04 (02)

---

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:

---