Тугоплавкие сплавы и металлы

Тугоплавкие металлы

Самыми распространенными в промышленности тугоплавкими металлами являются:

1. Молибден.
2. Ниобий.
3. Рений.
4. Вольфрам.
5. Тантал.

Температура плавления вышеперечисленных металлов составляет более 2000 градусов по Цельсию. Данные металлы также обладают повышенным показателем плотности и являются относительно инертными. Благодаря порошковой металлурги из этих металлов получают детали, используемые в разных областях промышленности.

Температура плавления тугоплавких металлов самая высокая за исключением осмия и углерода. У данных металлов кубическая сингония, а исключением рения, у него сингония в виде гексагональной плотной упаковки. Подавляющее большинство физических свойств у тугоплавких металлов различаются, так как они являются представителями различных групп химических элементов. Определяющее свойство тугоплавких металлов - сопротивление деформации ползучести. У простых металлов и сплавов на их основе деформация начинается с температуры плавления, например, деформация алюминиевых сплавов начинается от 200 градусов по Цельсию, а у тугоплавких металлов с 1500 градусов по Цельсию. Высокая температура плавления и сопротивление к деформации позволяет использовать тугоплавкие металлы для производства реактивных двигателей или при ковке материалов. На открытом воздухе тугоплавкие металлы подвергаются окислению. Данная реакция существенно замедляется из-за формирования пассивированного слоя. Оксид рения представляет собой неустойчивую системы, потому что при пропускании плотного потока кислорода его оксидная пленка разрушается и испаряется. Однако, при этом все тугоплавкие металлы устойчивы по отношению к воздействию кислот. Тугоплавкие металлы могут быть использованы в качестве источников света, смазочных материалов, в качестве аварийной регулирующей кассеты на объектах ядерной промышленности и в качестве катализаторов. Они не используются, как материалы на выплавки на открытом воздухе из-за своей высокой температуры плавления. В виде порошка тугоплавкие металлы уплотняются при помощи плавильных печей. Данные металлы могут быть переработаны в фольгу, проволоку, жесть, арматуру.

Тугоплавкие сплавы

Изделия из тугоплавких сплавов используются для работы при существенных нагрузках и температурах более 1100 градусов по Цельсию. В данных условиях сплавы на основе никеля, кобальта и железа теряют прочность. Поэтому вольфрамовые, молибденовые, ниобиевые сплавы широко распространены в производстве составляющих летательных аппаратов, в радиоэлектронике и прочих областях промышленности. При температуре более 1000 градусов по Цельсию пластичность тугоплавких сплавов практически не изменяется, в отличии от никелевых сплавов. Высокое сопротивление ползучести тугоплавких металлов сохраняется до температуры 1500 градусов по Цельсию. Основной недостаток всех тугоплавких сплавов - сильная окисляемость при нагревании на воздухе. Чтобы увеличить работоспособность деталей из тугоплавких сплавов используются специальные защитные покрытия.

Кобальтовые сплавы по жаропрочности выше. чем никелевые. Самым распространенным кобальтовым сплавом является ВК36А. Данный сплав используется в производстве турбинных лопаток газотурбинных двигателей, которые работают при температуре около 800 градусов по Цельсию. После горячей деформации этот сплав имеет структуру карбидов и аустенита. В процессе термической обработки сплав подвергается закалке на твердый раствор с последующим старением. Его закалка состоит из нагрева до 1125 градусов по Цельсию, выдержки в течении одного часа, охлаждения в воде и старения при температуре 800 градусов по Цельсию.

Тугоплавкие сплавы на основе хрома обладают высокой жаропрочностью и используются для изготовления деталей, которые складируются в условиях агрессивных жидких и газовых сред при температурах от 1100 до 1150 градусов по Цельсию, а в случае кратковременной работы температура может достигать 1600 градусов по Цельсию. Самыми распространенными являются сплавы марок ВX-1 и ВX-1Н.

При температуре не более 200 градусов по Цельсию ниобиевые сплавы окисляются на воздухе, насыщаясь газами. Чтобы увеличить работоспособность деталей из данных сплавов применяются разнообразные покрытия. Температура плавления ниобиевых сплавов около 2400 градусов по Цельсию, температура рекристаллизации достигает 1260 градусов по Цельсию. Они применяются при изготовлении деталей, которые эксплуатируются при температурах до 1140 градусов по Цельсию в нейтральной среде или вакууме.