Объяснение циркониевой фольги: свойства, марки и размеры ASTM B551

Что такое циркониевая фольга

Циркониевая фольга представляет собой тончайшую рулонную форму технически чистого циркония, поставляемую в виде непрерывного листа или в виде полос и ленты. Его производят путем холодной прокатки циркониевой полосы до толщины, измеряемой сотыми долями миллиметра, с промежуточным отжигом для сохранения работоспособности металла. Там, где циркониевая полоса и пластина используются для структурных вкладышей и компонентов, ограничивающих давление, фольга используется там, где металл должен повторять сложный контур, действовать как тонкий барьер или быть соединен с другой поверхностью. Таким образом, различие между фольгой и полосой заключается в толщине и способах обращения, а не в металлургии: обе они изготовлены из одного и того же губчатого-металла и имеют одинаковые коррозионные свойства.

Физические и термические свойства

Цирконий сочетает в себе сравнительно низкое сечение поглощения тепловых нейтронов-с высокой устойчивостью к широкому спектру кислот и щелочей, и эти два свойства вместе объясняют большую часть его промышленного спроса.

Свойство	Ценить
Плотность	6,51 г/см³
Температура плавления	1855 градусов
Точка кипения	4409 градусов
Типичная чистота коммерческой фольги	99.4%
Стандартный диапазон толщины фольги	0,03–0,3 мм
Стандартная ширина фольги	до 580 мм

Плотность указывается в граммах на кубический сантиметр, что является правильной единицей свойства самого металла. Цифра, выраженная на квадратный метр, представляет собой вес на площадь и полностью зависит от толщины прокатываемого материала, поэтому она не может описать материал.

Оценки и стандарты

Циркониевую фольгу обычно заказывают по одной из двух спецификаций. Американский маршрут - ASTM B551/B551M, стандартная спецификация для полос, листов и пластин из циркония и циркониевых сплавов, которая также охватывает марки сплавов, содержащих олово-и ниобий-. Китайский маршрут — GB/T 21183, национальный стандарт для пластин, листов, полос и фольги из циркония и циркониевых сплавов. Если в проекте упоминается GB/T 21183, следует указать действующую редакцию; предыдущая версия 2007 года была заменена и не должна указываться в спецификации покупки.

Название продукта	Материал	Чистота	Стандартный
Циркониевая полоса	Зр702, Зр1	99.4%	АСТМ Б551, ГБ/Т 21183
Циркониевая фольга	Зр702, Зр1	99.4%	АСТМ Б551, ГБ/Т 21183

Zr702 — это технически чистый сорт с низким-кислородом, который доминирует в химической и общей коррозии. Zr1 — это обозначение сплава олова-подшипника, используемого там, где требуется немного более высокая прочность без потери коррозионной стойкости. Обе марки поставляются по одним и тем же таблицам размеров и отличаются химическими и механическими свойствами, а не внешним видом.

Доступные размеры

Фольга прокатывается в последовательности полос толщины, а ширина и длина, которые могут быть предложены, становятся больше по мере увеличения толщины, поскольку более тяжелая секция лучше выдерживает нагрузки при прокатке и намотке.

(0,01–0,02) × (30–100) × (больше или равно 500) мм

(0,03–0,09) × (50–300) × (больше или равно 500) мм

(0,10–0,30) × (50–300) × (больше или равно 500) мм

(0,40–0,90) × (50–500) × (больше или равно 1000) мм

(1,0–2,0) × (50–500) × (больше или равно 2000) мм

Первые три полосы соответствуют используемому здесь определению фольги, при этом полоса 0,03–0,09 мм является «рабочей лошадкой» для химических предприятий и нанесения покрытий. Две более тяжелые полосы обозначают полосу и легкую пластину, перечисленные вместе с фольгой, поскольку они производятся с одной и той же линии прокатки и часто заказываются как одна упаковка в рамках производственного проекта.

Приложения

Наибольшее разовое использование циркониевой фольги и тонкой полосы приходится на оборудование, работающее с агрессивными химическими веществами. Цирконий гораздо лучше противостоит соляной кислоте, серной кислоте и большинству органических кислот, чем нержавеющая сталь, и не подвергается воздействию щелочей, которые разъедают другие химически активные металлы, поэтому в химической обработке он используется в качестве вкладышей, лотков, внутренних частей теплообменников и тонких мембран. В атомной промышленности тот же металл служит топливной оболочкой и конструкционным материалом внутри реакторов, а также в программах атомной энергетики, где его низкое поглощение нейтронов имеет решающее значение. В аэрокосмической отрасли используется сочетание малого веса и высокой температуры плавления тонких компонентов, подвергающихся воздействию тепла и агрессивных жидкостей.

Обращение и проверка

Циркониевая фольга мягкая в отожженном состоянии и легко оставляет следы, поэтому ее обычно перевозят между переплетенными листами в жестком ящике вместе с заводским сертификатом и упаковочным листом. При входном контроле необходимо подтвердить номер плавки в соответствии с сертификатом, проверить толщину в нескольких точках рулона или листа, проверить наличие трещин на кромках и -загрязнений, а также подтвердить отсутствие загрязнения железом в результате контакта с углеродистой сталью во время обработки. Хранение вдали от влаги и прямого контакта с разнородными металлами сохраняет как качество поверхности, так и коррозионные характеристики готового изделия.

Часто задаваемые вопросы

Вопрос: Какова плотность циркониевой фольги?
Технически чистый цирконий имеет плотность около 6,51 г/см³. Любая цифра веса квадратного метра зависит от толщины конкретной рулонной фольги.

Вопрос: Какие стандарты распространяются на циркониевую фольгу?
ASTM B551/B551M распространяется на полосы, листы и пластины из циркония и циркониевых сплавов, а GB/T 21183 распространяется на пластины, листы, полосы и фольгу из циркония и циркониевых сплавов.

Вопрос: В чем разница между Zr702 и Zr1?
Zr702 — это коммерчески чистый цирконий, поставляемый с низким-химическим составом кислорода, а Zr1 — это оловосодержащий-сплав, используемый там, где требуется умеренно более высокая прочность.

Вопрос: Насколько тонкой можно изготовить циркониевую фольгу?
Стандартный диапазон начинается с 0,01 мм и становится все шире и длиннее по мере увеличения толщины, вплоть до 2,0 мм в конце диапазона полосы.

Вопрос: Где в основном используется циркониевая фольга?
Облицовки и внутренние устройства химических заводов, компоненты ядерных реакторов и атомной энергетики, детали аэрокосмической отрасли, а также тонкие барьерные слои при нанесении покрытий и защите от коррозии.

Вопрос: Почему вместо нержавеющей стали выбран цирконий?
Потому что он выдерживает воздействие соляной и серной кислоты, а также щелочных сред, разрушающих нержавеющую сталь, и поглощает очень мало тепловых нейтронов при эксплуатации реактора.