Ковка иттрия

Иттрий является одним из металлов, используемых в атомной энергетике, реактивных самолетах и ракетах.

Температура плавления иттрия 1509° С, плотность 4,472 г/см³ (4472 кг/м³).

Температура рекристаллизационного отжига в зависимости от чистоты металла и степени деформации находится в пределах 538—650° С.

Легированный иттрий получают добавками титана, ванадия, хрома, алюминия, железа, никеля, кремния.

В иттрии присутствуют следующие примеси — кислород, фтор, углерод, азот, железо, никель и кремний.

Основными примесями в губчатом иттрии являются кислород (0,05—0,5%) и фтор (0,05—0,5%).

Из реторты, в которой восстанавливается иттрий, могут переходить в иттрий титан (0,05—0,3%) и цирконий (0,2—0,5%). Примеси тантала и молибдена до 1 % попадают в цирконий при плавке в тиглях, сделанных из этих металлов.

Ковку иттрия на молотах, прессах и ротационно-ковочных машинах применяют главным образом с целью получения заготовок для последующей обработки прокаткой и волочением.

Прессованный губчатый металлический иттрий используют как расходуемый электрод для производства слитков дуговой плавкой в медном водоохлаждаемом кристаллизаторе. При выплавке в водоохлаждаемом кристаллизаторе слитки получают крупнокристаллическую столбчатую структуру с разницей в твердости соседних зерен до 50%. Мелкое зерно с меньшим разбросом твердости получают плавлением металла в танталовом тигле с последующей разливкой в медные или графитовые изложницы. Слитки изготовляют диаметром до 150—184 мм чистотой до 99,9%.  Резку исходных материалов на заготовки производят дисковыми пилами или на станках. Нагрев заготовок производят в электрических печах в инертной атмосфере.

Начальная температура ковки слитков дуговой плавки составляет  870° С. По мере уковки металла температуру подогревов снижают. Например, прессованием при 260° С иттрия, содержащего 0,0005%  0₂, получали прутки сложных профилей.

Повышение качества металла поковок достигают нагревом иттрия в оболочках из нержавеющей стали или меди. В случае применения медных оболочек, например, при прессовании иттрия, температура нагрева не должна быть выше 700° С, так как при 510° С начинается реакция между медью оболочки и иттрием. Можно заготовку покрывать сначала окисью алюминия и затем заключать ее в оболочку из нержавеющей стали.

У прессованного металла предел прочности выше чем у литого. С увеличением содержания в металле кислорода повышается предел прочности.

Заготовки для последующего волочения иттриевой проволоки получают обжатием на ротационно-ковочной машине и прокаткой. Преимущества обработки на ротационно-ковочной машине по сравнению с прокаткой видны из следующего примера: прутки одинаковых диаметров, отожженные при 982° С, в случае прокатки разрушались при деформации 15%, а при обжатии на ротационно-ковочной машине — при 42%.

Рекомендуется обработку на ротационно-ковочной машине производить с обжатиями 5—10% за проход и отжигать кованый пруток после суммарных обжатий 25%.