鋯以其優(yōu)良的耐腐蝕性能，在化工、石化、環(huán)保等行業(yè)得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。我國(guó)自1992年起進(jìn)行鋯制容器設(shè)計(jì)和相關(guān)技術(shù)開(kāi)發(fā)，1996年進(jìn)行大型鋯制壓力容器研制，2003年批量生產(chǎn)鋯容器。鋯封頭成型作為制造的一大難點(diǎn)，一直為研制各方所關(guān)注。期間，進(jìn)行過(guò)溫旋壓和溫沖壓成形試驗(yàn)，但均未能有效杜絕開(kāi)裂。為此，2002年起針對(duì)鋯封頭成形進(jìn)行了專項(xiàng)研究，2003年確定了現(xiàn)在使用的高溫成形鋯封頭方法。以下將結(jié)合確定高溫成形鋯封頭方法的試驗(yàn)研究成果、相關(guān)分析及其最初成形的幾只鋯封頭情況，對(duì)高溫成形鋯封頭方法的控制要點(diǎn)進(jìn)行討論。
鋯封頭成型初步試驗(yàn)
研制鋯制壓力容器初期，國(guó)內(nèi)缺乏相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，的鋯封頭成形試驗(yàn)方案及工藝主要是參照為照不多的國(guó)外資料確定的。鋯封頭成形試驗(yàn)分別采用沖壓和旋壓兩種成形方法進(jìn)行，均未成功。
對(duì)試驗(yàn)封頭的檢查發(fā)現(xiàn)鋯材起邊過(guò)程中的開(kāi)裂是脆性斷口，開(kāi)裂部位硬度較原始母材高1/2左右，是典型的低應(yīng)力脆斷。進(jìn)一步分析認(rèn)為，鋯成形時(shí)的低應(yīng)力脆斷主要原因是鋯的塑性較差，原材料常溫實(shí)測(cè)斷后伸長(zhǎng)率為20%；同時(shí)冷作硬化嚴(yán)重，且硬化在450度以下無(wú)法消除。因此為防止鋯封頭成形時(shí)的低應(yīng)力脆斷，需進(jìn)一步提高成形溫度。
鋯的成形溫度
合理確定鋯封頭的成形溫度，需有高溫拉伸試驗(yàn)數(shù)據(jù)支持。經(jīng)查閱相關(guān)資料，僅有美國(guó)wah chang公司發(fā)表過(guò)鋯在427度以下的高溫拉伸試驗(yàn)結(jié)果。為此，補(bǔ)充進(jìn)行了鋯板的高溫拉伸試驗(yàn)。