Реферат материаловедение. Реферат материаловедение 12. Цирконий и сплавы на его основе по дисциплине
 Скачать 75.45 Kb.
|
|
МОСКОВСКИЙ АВТОМОБИЛЬНО-ДОРОЖНЫЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ (МАДИ)  Кафедра Технология конструкционных материалов Тема: Цирконий и сплавы на его основе по дисциплине «Материаловедение» Выполнила: Кузьменко М.В. гр. 2ЗбоПп1 Преподаватель: Демин П.Е. Москва 2019 г. ОглавлениеВВЕДЕНИЕ 3 1.Применение циркония и сплавов на его основе в различных отраслях 3 2.Достоинства металла 6 3.Недостатки металла 6 ВЫВОД 6 Список используемой литературы 8 ВВЕДЕНИЕИспользование циркониевого сплава в настоящее время довольно широко распространено в медицине и атомной энергетике. В других отраслях этот материал также используется, но с меньшей долей. Стоит отметить, что популярность приобрели именно различные сплавы из этого сырья. Сам по себе цирконий не стал популярным материалом, так как его качества намного хуже, чем непосредственно у сплава из этого же металла. Данный металл в чистом виде, не содержащий никаких примесей, отличается тем, что у него очень высокая пластичность, и он очень легко поддается обработке как холодной, так и горячей. Тут стоит отметить, что это сырье, как и титан, к примеру, резко потеряет свои механические свойства, если его соединить с примесями неметаллических веществ. Худшим соединением считается цирконий и кислород. Применение циркония и сплавов на его основе в различных отрасляхОчень широко используется цирконий в качестве легирующего элемента. Это обусловлено тем, что металлы, к которым добавляют это вещество, становятся более жаропрочными, кислотоупорными и т.д. То есть сплав металла и циркония сильно превышает по своим характеристикам начальное сырье. Довольно широко используется ферроцирконий. Это сплав циркония с железом. Содержание легирующего элемента цирконий достигает 20% от общей массы. Используется такое вещество в металлургии в качестве раскислителя и дегазатора для стали. Алюминиево-циркониевые сплавы, к примеру, считаются наиболее устойчивыми к коррозии и применяются в катодных сетках для электровакуумных ламп. Содержание циркония в таком сплаве не более 3% от общей массы. В черной металлургии, кроме ферроциркония, часто используется сплав циркония и кремния. Применяют его для дегазации стали. Широко используется сплав меди и циркония для изготовления токопроводящих элементов для электротехнической аппаратуры. Цирконий взаимодействует с газами при относительно низких температурах. Наиболее интенсивно он реагирует с водородом. Циркониевый порошок или губка поглощают водород при комнатной температуре. С повышением температуры скорость взаимодействия между ними увеличивается. Поглощение цирконием водорода сопровождается значительным увеличением объема металла. При температурах выше 800°С водород можно практически полностью удалить из циркония вакуумной экстракцией. Водород, растворяющийся в цирконии, существенно уменьшает его ударную вязкость при низких температурах. Водородная хрупкость циркония обнаруживается уже при содержании в нем водорода 0,001%. Водородная хрупкость циркония наблюдается также и после закалки с температур выше 315°С и последующего старения при температурах ниже 260°С. Пиротехника Цирконий обладает замечательной способностью сгорать в кислороде воздуха (температура самовоспламенения — 250 °C) практически без выделения дыма и с высокой скоростью. При этом развивается самая высокая температура для металлических горючих (4650 °C). За счет высокой температуры образующаяся двуокись циркония излучает значительное количество света, что используется очень широко в пиротехнике (производство салютов и фейерверков), производстве химических источников света, применяемых в различных областях деятельности человека (факелы, осветительные ракеты, осветительные бомбы, ФОТАБ — фотоавиабомбы; широко применялся в фотографии в составе одноразовых ламп-вспышек, пока не был вытеснен электронными вспышками). Для применения в этой сфере представляет интерес не только металлический цирконий, но и его сплавы с церием, дающие значительно больший световой поток. Порошкообразный цирконий применяют в смеси с окислителями (бертолетова соль) как бездымное средство в сигнальных огнях пиротехники и в запалах, заменяя гремучую ртуть и азид свинца. Проводились удачные эксперименты по использованию горения циркония в качестве источника света для накачки лазера. Цирконий в медицине Цирконий обладает высокой стойкостью к воздействию биологических сред, даже более высокой, чем титан, и отличной биосовместимостью, благодаря чему применяется для создания костных, суставных и зубных протезов, а также хирургического инструмента. В стоматологии керамика на основе диоксида циркония является материалом для изготовления зубопротезных изделий. Кроме того, благодаря биоинертности этот материал служит альтернативой титану при изготовлении дентальных имплантатов. Цирконий в атомной энергетике Цирконий имеет очень малое сечение захвата тепловых нейтронов и высокую температуру плавления. Поэтому металлический цирконий, не содержащий гафния, и его сплавыприменяются в атомной энергетике для изготовления тепловыделяющих элементов, тепловыделяющих сборок и других конструкций ядерных реакторов. Гидрид циркония применяется в атомной технике как весьма эффективный замедлитель нейтронов. Цирконий в быту Цирконий применяется для изготовления разнообразной посуды, обладающей отличными гигиеническими свойствами благодаря высокой химической стойкости. Достоинства металлаПрименяемые сплавы циркония обладают хорошей коррозионной стойкостью в воде, пароводяной смеси, насыщенном и перегретом паре до температуры порядка 350-3600С. Ожидается, что в перспективе температурный предел работы циркониевых сплавов будет существенно повышен. Механические свойства чистого циркония невысоки. Легированием добиваются наряду с обеспечением достаточной коррозионной стойкости и повышения механических свойств. Недостатки металлаК неудовлетворительным механическим свойствам циркониевых сплавов следует отнести их высокую ползучесть при температуре 320-3500С и выше. Это свойство необходимо учитывать при конструировании узлов активных зон. Кроме того, цирконий растворяет водород, возникающий в процессе коррозии, при этом образуются гидриды циркония, в результате чего пластичность циркония падает и он может сильно охрупчиваться. Особенно вредны гидриды, расположенные радиально. Соответствующими технологическими методами обработки удается существенно понизить склонность циркония к выделению радиально ориентированных гидридов. ВЫВОДЦиркониевые сплавы выплавляют в дуговых вакуумных печах с расходуемым электродом и электроннолучевых печах. Используется цирконий т. н. ядерной чистоты (значительно очищенный от гафния и др. примесей с большим поперечным сечением поглощения тепловых нейтронов). Полуфабрикаты из Циркониевые сплавы изготовляются на обычном оборудовании, применяемом для многих цветных металлов. Отжиг проводится в вакуумных печах. Если в ядерной энергетике циркониевые сплавы получили широкое распространение, то в др. областях техники они практически не нашли применения; в частности, как конструкционный и коррозионностойкий материал они уступают более прочным, лёгким и дешёвым титановым сплавам. Список используемой литературыФазовые превращения в твердых телах при высоком давлении, 2011г., Бланк В.Д., Эстрин Э.И. www.rfbr.ru. Государственный доклад «О состоянии и использовании минерально-сырьевых ресурсов Российской Федерации в 2015 году». file:///C:/Users/Маруся/Downloads/2015_msr.pdf Лахтин Ю.М., Леонтьева В.П. Материаловедение.- М.: ООО«Издательский дом Альянс», 2009.-528с. Материаловедение: Учебное пособие / Под общ. ред. Л.Г. Петровой, Г.В.Гладовой, О.В. Чудиной, - М.: МАДИ (ГТУ), 2008. - 288 с. Краткий курс лекций по материаловедению: учебное пособие / О.В. Чудина, Л.Г. Петрова, М.А. Потапов. Под общ. ред. Л.Г. Петровой. – М.: МАДИ (ГТУ), 2009 –92 с. Лахтин Ю.М. Материаловедение.- М.: ООО «ТИД "Аз-boo "», 2009. – 528с. |