УРАНОВЫЕ СПЛАВЫ

УРАНОВЫЕ СПЛАВЫ сплавы
на основе урана; применяются в качестве ядерного горючего в металлич.
тепловыделяющих
элементах. Использование чистого урана, имеющего 3 аллотропич. модификации,
ограничено из-за плохих механич. свойств. У. с., подвергнутые термич.
обработке, отличаются от чистого урана значительно большими пределами прочности
и ползучести, а также повышенной коррозионной стойкостью и меньшей склонностью
к формоизменению изделий при колебаниях темп-ры и под воздействием облучения.
Значит, улучшение свойств урана при введении др. элементов обусловлено
образованием твёрдых растворов или интерметаллич. соединений, к-рые при
малых концентрациях добавок в большинстве случаев упрочняют металл в результате
дисперсионного твердения.

Элементы, входящие в состав
У. с., должны обладать минимальной величиной сечения захвата нейтронов,
что позволяет уменьшать загрузку в реактор обогащённого урана. Особое внимание
уделяется совместимости сплавов с материалом защитной оболочки при рабочих
темп-pax, а также их обрабатываемости.

У. с. условно делятся на
2 группы. В первую группу входят сплавы с элементами, обладающими малой
растворимостью в а-, в- и у-фазах урана: Al, Be, Fe, Si, Та, Сr и др. Вторая
группа - сплавы с элементами, обладающими большой растворимостью в у-фазе:
Nb, Zr, Ti, Pu, Hf - полная взаимная растворимость; Mo, V, Re и др.- растворимость
более 10% (ат.).

В сплавах на основе природного
или малообогащённого урана с небольшим содержанием добавок при закалке
получается мартенситная структура пересыщенного твёрдого раствора а-фазы.
Структура у-фазы получается закалкой У. с. с относительно высоким содержанием
добавок. Такие сплавы хорошо сохраняют механич. прочность при повышенных
темп-pax, отличаются коррозионной стойкостью в воде при высоких давлениях
и темп-pax; изделия из них не изменяют формы и размеров при облучении.
Наибольшее практич. значение имеют двойные и тройные сплавы гл. обр. с
Мо, Zr, Al, Nb, Cr. Введение ок. 3% (по массе) Мо позволяет полностью избежать
образования в-фазы; в сплавах, содержащих более 7% (по массе) Мо, легко
фиксируется метастабильная при комнатной темп-ре у-фаза, имеющая объёмноцентри-рованную
кубич. решётку и изотропные свойства. Zr в количестве 1-2% (по массе) приводит
к значит. упрочнению урана и понижает скорость ползучести, а добавка 1,5-2%
(по массе) Nb повышает радиационную стойкость сплавов U - Zr.

Сплавы U - А1 (на основе
высокообогащённого урана) используются для изготовления тепловыделяющих
элементов т. н. дисперсионного типа. Большой интерес представляют сплавы,
содержащие менее 35% (по массе) U. Структура таких сплавов состоит из частиц
UA1фазы UA1удерживают газообразные продукты деления и имеют высокую радиационную стойкость.

У. с приготовляют либо путём
совместного восстановления фторидов и окислов урана и др. компонентов сплава
металлич. кальцием или магнием (при малых содержаниях добавок), либо плавкой
и литьём, а также методами порошковой металлургии (при значит. содержаниях
добавок).

Лит.: Кутайцев В.
И., Сплавы тория, урана и плутония, М., 1962; Емельянов В. С., Евстюхин
А. И., Металлургия ядерного горючего, 2 изд., М., 1968; С о-курский Ю.
Н., Стерлин Я. М., Федорченко В. А., Уран и его сплавы, М., 1971. В.
К. Кулифеев.

А Б В Г Д Е Ё 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