Ковку урана производят преимущественно в a-фазе при температурах 638—538° С. В B-фазе
металл имеет низкую пластичность, а в y-фазе при температурах
выше 769° С ковка сильно затрудняется, вследствие размягчения металла, и
длинные поковки изгибаются под собственным весом.
Нагрев урана до ковочных температур производят в
электропечах, индукционных установках, а также в свинцовых и солевых ваннах.
Предпочитают нагревать а-уран в
солевых ваннах хлористых смесей BaCl, КС1, NaCl в следующих соотношениях
указанных солей 3:2: 1. Точка плавления такой смеси 527° С.
Во избежание превращения а
-B необходимо, чтобы температура ванны
была ниже 662° С. Целесообразность нагрева в солевых ваннах состоит в
сохранении солевой пленки на металле, которая при ковке защищает его от
окисления и служит смазкой. Для представления о длительности нагрева укажем,
что слиток диаметром 450 мм и длиной 450 мм до температуры 635° С нагревают в
течение 3 часов. Кованые полуфабрикаты нагревают до температуры 510—538° С в течение
1,5 часа, а заготовку сечением 127 X 178 мм — в течение 45 мин. Как и при нагреве других металлов, длительность и температуру нагрева
урана снижают с уменьшением сечения слитка.
Разрабатывая режимы нагрева и обработки, надо учитывать, что
у а-урана интенсивная собирательная
рекристаллизация протекает при температурах 625—650° С, а критические степени
деформации а-урана находятся в зоне
до 5%.
Ковку производят на гидравлических быстроходных прессах, а
также на молотах. Предпочтение следует отдать гидравлическому прессу, поскольку
при ковке на молоте происходит сильное дробление окиси урана с образованием
урановой пыли, вредной для организма.
---
В интервале ковочных температур удельное, усилие осадки
колеблется в пределах 7— 10 кг/мм2. Зависимость удельного усилия
осадки от температуры показана на рисунке. Резкое изменение хода кривых при
температуре около 660° С соответствует аллотропическому превращению.
При расчете усилий деформирования учитывают, что увеличение
содержания углерода от 0,01 до 0,2% повышает предел прочности и предел
текучести на 40—45%. При прессовании а-урана
с обжатием 70% при температуре 600° С изменение содержания углерода от 0,09 до
0,24% требует повышения усилия прессования на 60%.
Во время ковки слитка весом (массой) около 1000 кг
абсолютная величина обжатия при вытяжке составляла около 20 мм, а подача
180—255 мм. Уковку при обработке такого слитка рекомендуется давать около 4.
Заготовки для прессования куют на круг. В начале получают
заготовку квадратного сечения, затем кантуют ее на 45° и далее на 22,5.
На гидравлическом прессе усилием 750 т (7350 кн) с одного нагрева производят вытяжку
с круга диаметром 254 мм на круг диаметром 178 мм.
На ротационно-ковочных машинах обрабатывают литые,
прессованные и предварительно кованые заготовки.
Ковку можно вести вхолодную и при повышенных температурах с
обжатиями за проход 10—25%. В случае ковки при температуре 500—600° С
целесообразно заготовку покрывать графитовой смазкой, снижающей окисление.
Ковкой на ротационных машинах можно достигать суммарных обжатий 55—65% и более.
Имеется опыт ковки на молоте и прессе сплавов урана в у-фазе, содержащих 3—6 и 10% ниобия.
Слитки нагревали в хлористых солевых ваннах. Сплав с 3—6% Nb ковали при
температурах 780—850° С на молоте с величинами абсолютной деформации за удар 3,8—4,8 мм.
Слитки диаметром 63,5 мм, длиной 254 мм, весом (массой) 20
кг из сплава, содержащего 10% Nb, после нагрева до 1093° С в течение 30 мин
ковали на гидравлическом прессе с величиной абсолютной деформации за один ход
пресса до 6,35 мм при подаче до 25 мм. Урановый сплав с 10% Nb подвергали
прессованию при температурах 870—927° и 982° С. Из слитков диаметром 76 мм
изготовляли круглые прутки с вытяжкой 11,6. Прутки прямоугольного сечения с
вытяжкой 20 прессовали из слитков диаметром 150 мм и длиной 300 мм при
температуре 899° С.
Затрудняет обработку давлением урана и наличие трех
аллотропических модификаций, у которых различные прочностные и пластические
свойства.
Пыль, образующаяся от дробления окисной пленки на
поверхности обрабатываемых урановых заготовок, является весьма токсичной.
Поэтому ковка урана требует специальных установленных правил техники
безопасности.
Комментариев нет:
Отправить комментарий