ТУГОПЛАВКИЕ МЕТАЛЛЫ И СПЛАВЫ

К тугоплавким металлам и сплавам относятся материалы, у которых температура плавления превышает 1700 °С. Это металлы V А подгруппы: ванадий, ниобий, титан, и металлы VI А подгруппы: хром, молибден, вольфрам.

Наибольшее применение в качестве жаропрочных материалов нашли сплавы на основе молибдена и вольфрама.

По совокупности технологических свойств тугоплавкие металлы и их сплавы относят к труднообрабатываемым материалам. Тугоплавкие металлы активно взаимодействуют с примесями внедрения, которые их охрупчивают. В молибдене и вольфраме технической чистоты допускается несколько сотых процентов примесей. Этого достаточно, чтобы Мо и W при 25 °С оказались хрупкими. Температурный порог хладноломкости у вольфрама находится около 300 °С, а у молибдена и хрома в пределах 90 - 250 °С в зависимости от марки металлов. Легирование молибдена и вольфрама рением резко понижает температуру хрупкости. Наклеп понижает температуру перехода в хрупкое состояние. Высокопрочные наклепанные проволоки и ленты из этих металлов не хрупкие, при 25 °С сохраняют пластичность, достаточную для их успешной навивки и гибки при изготовлении изделий.

Молибденовые сплавы в качестве легирующих добавок содержат Ti, Zr, Nb (они повышают температуру рекристаллизации и тем самым предельную рабочую температуру использования сплава). Молибденовый сплав ВМ1 содержит < 0,25 % Zr и 0,4% Ti; сплав ВМ2 легирован цирконием 0,2 - 0,4 %; ВМЗ (1,1 % Ti, 0,5 % Zr; 1,4 % Nb и 0,4 % С).

Недостатком молибденовых сплавов является их склонность к окислению при нагреве, начиная уже с 450 °С. Основной способ защиты от окисления - поверхностное силицирование. Тонкая (0,03 - 0,04 мм) пленка MeSi2 полностью защищает сплав от окисления до 1200 °С. При 1700 °С силицированные детали могут работать без окисления до 30 часов.

Вольфрам - самый тугоплавкий металл с Т„л = 3400 °С. Его широко используют в качестве легирующего элемента в сталях и других сплавах, применяют в качестве армирующих тонких нитей в композиционных материалах. Самостоятельное применение W имеет в электротехнике и электронике (нити накала, эмиттеры, нагреватели в вакуумных приборах).

В сплавах W в качестве легирующих элементов присутствуют 0,25 - 0,40 % Мо; 1,5 - 12 % Та; 3 - 3,5 % Re. Сплавы W - Re сохраняют пластичность до - 196 °С (температура жидкого азота).

Наибольшее повышение жаропрочности сплавов достигается при добавлении в их состав дисперсного двуоксида тория (1 - 2 % ТЮг).

Недостатком сплавов вольфрама является их склонность к окислению на воздухе при нагреве, начиная уже с 500 °С.

Макроструктура слитка молибдена (х200):а - немодифицирован- ного; б - модифицированного

Рис. 8.1. Макроструктура слитка молибдена (х200):а - немодифицирован- ного; б - модифицированного

Микроструктура молибдена (х 200)

Рис. 8.2. Микроструктура молибдена (х 200): а - отожженного; б - горячепрессованного

Микроструктура слитков вольфрама, выплавленных в электроннолучевой печи (х 250)

Рис. 8.3 Микроструктура слитков вольфрама, выплавленных в электроннолучевой печи (х 250): а - немодифицирован; б - модифицирован карбидными

частицами

Микроструктура вольфрама (х 200)

Рис. 8.4 Микроструктура вольфрама (х 200): а - литого; б - деформированного

и отожженного

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >