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锆锻件的常用执行标准及其性能

发布时间:2025-02-14 11:58:17 浏览次数 :

宝鸡宝锆金属材料有限公司,多年来专注于锆棒,锆丝,锆焊丝,锆锻件,锆坩埚,钛棒,锆板,钛丝,钛锻件等产品的深加工与销售。 有关锆锻件的常用执行标准及其性能要求,宝锆金属结合工业应用场景和技术规范,整理如下:

一、锆锻件的常用执行标准

锆锻件的生产和验收主要依据以下国际和国内标准,涵盖材料成分、力学性能、加工工艺等要求:

1. 国际标准

ASTM B493

材料牌号:UNS R60702(Zr702)、UNS R60705(Zr705)。

化学成分:严格限制杂质(如Fe、Cr、Ni、Hf等)含量,例如Hf≤4.5%(Zr702)。

力学性能(以Zr702为例):

抗拉强度≥380 MPa,屈服强度≥240 MPa,延伸率≥18%(室温)。

标准名称:Standard Specification for Zirconium and Zirconium Alloy Forgings

适用范围:锆及锆合金(如Zr702、Zr705)锻件的化学成分、力学性能和检测方法。

关键要求:

ASME BPVC Section II

标准名称:ASME锅炉及压力容器规范(材料篇)

相关条款:引用ASTM B493,并补充压力容器设计中的特殊要求(如高温性能测试)。

ISO 13480

标准名称:Zirconium and zirconium alloys – Forged bars

适用范围:锆合金锻棒材的尺寸公差和性能指标。

2. 国内标准

GB/T 26314-2010

标准名称:锆及锆合金锻件

对标国际标准:等效采用ASTM B493,适用于核工业及化工领域。

特殊要求:增加氢化物取向检测(针对核用锆材)。

NB/T 20005(核行业标准)

标准名称:核电厂用锆及锆合金锻件技术条件

重点:对辐照性能、高温蠕变性能提出附加要求。

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二、锆锻件的关键性能指标

锆锻件的性能需满足腐蚀环境、力学载荷和加工要求,核心性能如下:

1. 机械性能

             性能参数                        Zr702(R60702)典型值                        Zr705(R60705)典型值                        测试条件          
             抗拉强度            ≥380 MPa≥550 MPa室温(25℃)
             屈服强度            ≥240 MPa≥380 MPa室温(25℃)
             延伸率            ≥18%≥15%标距50mm
             硬度            ≤200 HB≤220 HB布氏硬度
             高温强度            保持80%室温强度(200℃)保持75%室温强度(200℃)高温短时拉伸

2. 耐腐蚀性能

酸性介质:

盐酸(HCl):≤70%浓度、沸点以下,腐蚀速率<0.1 mm/年。

硫酸(H₂SO₄):≤60%浓度、100℃,腐蚀速率<0.05 mm/年。

碱性介质:

烧碱(NaOH):≤40%浓度、130℃以下,腐蚀速率<0.025 mm/年。

氯离子环境:

抗点蚀和应力腐蚀开裂(SCC),优于不锈钢和钛合金。

3. 高温性能

抗氧化性:在300℃以下长期稳定(氧化膜致密)。

蠕变抗力:Zr705优于Zr702,适用于高温承压部件(如核反应堆支架)。

4. 加工与焊接性能

冷加工性:需中间退火(锆易加工硬化)。

焊接工艺:需氩气保护(TIG焊),焊后需酸洗去除氧化层。

三、典型应用场景与选材建议

             应用场景                        推荐牌号                          性能匹配要点            
             氯碱工业          Zr702耐湿氯气、中低温烧碱腐蚀
             核反应堆部件          Zr705高强、抗蠕变、低中子吸收截面
             强酸设备          Zr702耐盐酸、硫酸腐蚀
             高温承压管道          Zr705高屈服强度、抗疲劳

四、质量控制与检测要点

化学成分分析:确保杂质(如Fe、Hf)不超标(如Hf≤4.5%)。

力学性能测试:每批次锻件需抽样进行拉伸、硬度试验。

无损检测:

超声波检测(UT):检测内部缺陷(裂纹、夹杂)。

渗透检测(PT):表面缺陷检查。

腐蚀试验:按ASTM G2进行沸腾盐酸浸泡测试。

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五、锆锻件与其他材料的对比优势

             对比项                        锆(Zr702/Zr705)                          钛(Gr.2/Gr.5)                          不锈钢(316L)            
             耐盐酸腐蚀          差(易点蚀)
             耐湿氯气          极差(燃烧)
             高温强度          
             成本          高(钛的2~3倍)中等

六、总结

执行标准:ASTM B493和GB/T 26314是锆锻件的核心标准,覆盖化工与核能领域需求。

性能优势:Zr702侧重耐蚀性,Zr705强化力学性能,两者在强酸、湿氯气和核环境中不可替代。

选型建议:根据介质浓度、温度及载荷条件选择牌号,严格遵循焊接与加工规范。

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如需进一步探讨具体场景的选材或工艺问题,可提供更多细节以便针对性分析,通过以下方式与宝锆金属取得联系。

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