Standarder og karakterer
Zirconiumfolie og -strimmel er dækket af ASTM B551, som definerer kravene til zirconium og zirconiumlegeringer, strimler og plader. De almindelige kvaliteter er R60702, kendt som Zr702, som er kommercielt rent zirconium, og R60705, kendt som Zr705, som er en zirconium-niobiumlegering indeholdende omkring 2,5 procent niobium. Zirconiumkvaliteter med høj-renhed med meget lavt hafniumindhold er også tilgængelige til nuklear service.
Trækstyrkeniveauer
Trækstyrken af zirconiumfolie afhænger af kvalitet og temperament. Udglødet ren zirconiumfolie viser en trækstyrke omkring 300 MPa, mens zirconium-niobiumkvaliteter såsom Zr-2.5Nb og Zr-1.0Nb når omkring 600 MPa i den bearbejdede eller varmebehandlede tilstand. ASTM B551 specificerer minimumstrækstyrker på omkring 380 MPa for udglødet R60702 og omkring 550 MPa for udglødet R60705 materiale.
Udbyttestyrke og forlængelse
Flydestyrke følger samme rangering som trækstyrke: udglødet ren zirconium giver ved omkring 200 til 250 MPa, mens zirconium-niobium kvaliteter yder ved omkring 380 MPa og derover. Forlængelsen i den udglødede tilstand er generøs, typisk over 16 procent, hvilket gør det muligt at forme, præge og svejse folie uden at revne. Kombinationen af moderat styrke og høj duktilitet er grunden til, at zirconiumfolie foretrækkes til kemisk udstyrs foringer og tætninger.
Hårdhed og formningsadfærd
Zirconium har en hårdhed på omkring 180 til 200 Vickers i udglødet tilstand, stigende med koldt arbejde og legering. Materialet har en sekskantet tæt-pakket krystalstruktur, som giver det anisotropisk adfærd og en tendens til at springe tilbage under formningen. Værktøj og procesdesign skal derfor tage højde for den elastiske genvinding af zirconiumfolie, især ved dybtræknings- og bukkeoperationer.
Faktorer, der påvirker mekaniske egenskaber
Koldvalsning øger styrken, samtidig med at duktiliteten reduceres, og efterfølgende udglødning genopretter formbarheden, så folie leveres ofte i udglødet tilstand. Interstitielle urenheder, især oxygen, nitrogen og brint, har en stærk hærdende og skørende effekt på zirconium. Kontrolleret behandling og rene overflader er afgørende for at holde mellemliggende indhold inden for specifikationerne og bevare pålidelig mekanisk ydeevne.
Praktisk udvælgelsesvejledning
Til korrosionsservice i kemiske anlæg tilbyder udglødet Zr702-folie den bedste kombination af korrosionsbestandighed, duktilitet og svejsbarhed. For højere styrkekrav foretrækkes Zr705 eller andre zirconium-niobiumkvaliteter. Købere bør specificere kvalitet, temperament, tykkelsestolerance og den gældende standard for at sikre, at den leverede folie matcher applikationens mekaniske egenskabskrav.
Ofte stillede spørgsmål
Q: Hvilken standard dækker zirconiumfolie?
ASTM B551 dækker strimler, plade og plade af zirconium og zirconiumlegeringer, inklusive folietykkelser.
Q: Hvad er trækstyrken af udglødet ren zirconiumfolie?
Udglødet ren zirconiumfolie viser en trækstyrke på omkring 300 MPa, hvor ASTM B551 kræver omkring 380 MPa minimum for R60702.
Q: Hvad er forskellen mellem Zr702 og Zr705?
Zr702 er kommercielt rent zirconium, mens Zr705 indeholder omkring 2,5 procent niobium for højere styrke.
Spørgsmål: Hvorfor er zirconiumfolie sejt nok til at blive dannet?
I den udglødede tilstand har zirkoniumfolie en forlængelse typisk over 16 procent, hvilket understøtter stempling, bukning og svejsning.
Q: Hvilke urenheder skøre zirconium?
Ilt, nitrogen og brint er de vigtigste interstitielle urenheder, der hærder og skør zirconium.
Q: Hvordan ændrer koldt arbejde de mekaniske egenskaber af zirkoniumfolie?
Koldvalsning øger styrke og hårdhed, samtidig med at duktiliteten reduceres, og en efterfølgende udglødning genopretter formbarheden, så temperament og varmebehandling skal specificeres sammen med karakteren.
