Уранові сплави
 
а б в г д е ж з и й к л м н о п р с т у ф х ц ч ш щ ъ ы ь э ю я
 

Уранові сплави

Уранові сплави, сплави на основі урану ; застосовуються як ядерне пальне в металевих тепловиділяючих елементах . Використання чистого урану, що має 3 алотропічних модифікації, обмежене із-за поганих механічних властивостей. В. с., піддані термічній обробці, відрізняються від чистого урану значно великими межами міцності і повзучості, а також підвищеною корозійною стійкістю і меншою схильністю до формоїзмененію виробів при коливаннях температури і під впливом опромінення. Значне поліпшення властивостей урану при введенні ін. елементів обумовлене утворенням твердих розчинів або інтерметалевих з'єднань, які при малих концентраціях добавок в більшості випадків зміцнюють метал в результаті дисперсійного тверднення.

загрузка...

  Елементи, що входять в склад В. с., повинні володіти мінімальними велічиной перетини захвату нейтронів, що дозволяє зменшувати завантаження в реактор збагаченого урану. Особлива увага приділяється сумісності сплавів з матеріалом захисної оболонки при робочих температурах, а також їх оброблюваності.

  В. с. умовно діляться на 2 групи. До першої групи входять сплави з елементами, що володіють малою розчинністю в a-, b- і g-фазах урану: Al, Ве, Fe, Si, Ta, Cr і ін. Друга група – сплави з елементами, що володіють великою розчинністю в g-фазі: Nb, Zr, Ti, Pu, Hf – повна взаємна розчинність; Мо, V, Re і ін. – розчинність більше 10% (ат.).

  В сплавах на основі природного або малозбагаченого урану з невеликим вмістом добавок при гарті виходить мартенситна структура пересиченого твердого розчину а-фази. Структура g-фазі виходить гартом В. с. з відносно високим вмістом добавоколо Такі сплави добре зберігають механічну міцність при підвищених температурах, відрізняються корозійною стійкістю у воді при високому тиску і температурах; вироби з них не змінюють форми і розмірів при опроміненні. Найбільше практичне значення мають подвійні і потрійні сплави головним чином з Мо, Zr, Al, Nb, Cr. Введення близько 3% (по масі) Мо дозволяє повністю уникнути утворення Р-фазі; у сплавах, що містять більше 7% (по масі) Мо, легко фіксується метастабільна при кімнатній температурі g-фаза, об'емноцентрірованную, що має, кубічні грати і ізотропні властивості. Zr в кількості 1–2% (по масі) приводить до значного зміцнення урану і знижує швидкість повзучості, а добавка 1,5–2% (по масі) Nb підвищує радіаційну стійкість сплавів U – Zr.

  Сплави U – Al (на основі високозбагаченого урану) використовуються для виготовлення тепловиділяючих елементів т. н. дисперсійного типа. Великий інтерес представляють сплави, що містять менше 35% (по масі) U. Структура таких сплавів складається з часток Ual 3 , оточених оболонкою з Ual 4 . Для стабілізації фази Ual 3 в сплав вводять до 3% (по масі) Si. Такі сплави добре утримують газоподібні продукти ділення і мають високу радіаційну стійкість.

  В. з готують або шляхом спільного відновлення фторидів і оксидів урану і ін. компонентів сплаву металевим кальцієм або магнієм (при малому вмісті добавок), або плавкою і литвом, а також методами порошкової металургії (при значному вмісті добавок).

  Літ.: Кутайцев Ст І., Сплави торія, урану і плутонію, М., 1962; Емельянов Ст С., Евстюхин А. І., Металургія ядерного пального, 2 видавництва, М., 1968; Сокурський Ю. Н., Стерлін Я. М., Федорченко Ст А., Уран і його сплави, М., 1971.

  Ст До. Куліфєєв.