Главная

Химия

Чёрная металлургия

Гостевая книга

 4.Тугоплавкие  металлы  и  их  сплавы.

Тугоплавкие  металлы – это  металлы,  которые  могут  работать  при  температурах  свыше  1000°С.  К  ним  относят: W, Ta, Mo, Nb, Cr.  Их  температуры  плавления  соответственно  равны:3410, 3000, 2640, 2415, 1900.

Тугоплавкие  металлы  разделяют  на  две  подгруппы:

1.    Подгруппа  V  : Nb, Ta, V ;

2.    Подгруппа  Cr : W, Mo, Cr.

Интерес  к  тугоплавким  металлам  и  сплавам  на  их  основе  резко  возрос  в  связи  со  строительством  ракет,  космических  кораблей,  ядерных  реакторов  и  развитием  энергетических  установок,  отдельные  детали  и  узлы,  которых  работают  при  температуре  до  1500-2000°С.  Их  используют  главным  образом  как  жаропрочные.

          Свойства  некоторых  тугоплавких  сплавов  приведены  в  таблице.

                          Сплав                                               Т,°С            sв, Мпа

  Сплавы  на  основе  Nb:

·       ВН2 ( 4,5%Mo;  £0,05%С )                              20                  850

1200                             180-200

·       ВН2А ( 4,1%Mo; 0,7%Zr; £0,05%С )              20                  850  

1200                                          300

1500                                          170

·       ВН3 ( 4,6%Mo; 1,4%Zr; £0,12%С )                 20                  800

2000                                             250

·       ВН4 ( 9,5%Mo; 1,5%Zr; 0,03%La;                   20                   800  

               £0,3%С )                                                1200                250

 

 


                            Сплав                                               Т,°С           sв,Мпа

   Сплавы  на  основе Mo:

·       ЦМ2А ( 0,11%Zr; 0,2%Ti; £0,004%С )         20                800

1200                                     300

1600                                    60

·       ЦМ3 ( 0,3%Zr; £0,02%С )                             1200              500

·       ЦМ6 ( 0,15%Zr; 0,02%В; 0,004%С )            1200             350

·       ВМ3 ( 0,45%Zr; 1,10%Ti; 0,35%С;                20                830   

1,25%Nb )                                                   1300             500

   Сплавы  на  основе W:

·       ВВ2 ( система W - Nb )                                 1200              130                                                                                           

 


Свойства  чистых  тугоплавких  металлов.

          Mo, W  обладают  высокой  жаропрочностью,  но  склонны  к  хрупкому  разрушению  в  результате  высокой  температуры  порога  хладноломкости,  которую  особенно  сильно  повышают  примеси  внедрения C, N, H, O.

          Nb, Ta в  отличие  от  W и  Mo – высокопластичные  металлы  и  хорошо  свариваются.  Указанные  металлы  обладают  высокой  коррозионной  стойкостью,  в  том  числе  в  кислотах  и  щелочах.

          Все  тугоплавкие  металлы  обладают  низкой  жаростойкостью,  поэтому  при  Т >400-500°С  их  нужно  защищать  от  окисления,  для  чего  используются  металлические,  интерметаллидные  и  керамические  покрытия.

          Mо  и  W в  чистом  виде  используют  в  радио-  и  электронной  промышленности ( нити  накаливания,  листовые  аноды,  сетки,  пружины  катодов  и пр. ),  в  химическом  машиностроении  и  т.д.  Вследствие  малого  поперечного  сечения  захвата  нейтронов  и  отсутствия  взаимодействия  с  расплавленными  щелочными  металлами  Nb  применяют  для  изготовления  теплообменников  ядерных  реакторов.

Свойства  сплавов.

          Жаропрочность  чистых  тугоплавких  металлов  сравнительно  невелика.  Более  высокой  жоропрочностью  обладают  сплавы  на  основе  тугоплавких  металлов.  Эффективны  в  этом  плане  элементы,  имеющие  еще  более  высокую  температуру  плавления.  Еще  более  эффективным  оказывается  механизм  дисперсионного  упрочнения  в  результате  образования  карбидов  ZrC, TiC, (Ti, Zr)C.

          Тугоплавкие  металлы  и  их  сплавы  широко  используются  в  качестве  жаропрочных  материалов  для  работы  в  неокислительной  среде – в  вакууме,  водороде,  инертных  газах,  в  среде  отходящих  пороховых  газов.

          Весьма  перспективными  для  многих  отраслей  техники  являются  сплавы  на  основе  Nb.  Они  обладают  хорошей  технологичностью,  свариваемостью,  высокой  жаростойкостью  до  1300°С.  Температура   хладноломкости  Nb  ниже  - 196°С ( 77 К ). Благодаря  его  высокой  коррозионной  стойкости,  малому  сечению  захвата  тепловых  нейтронов  сплавы    нашли  применение  в  конструкциях  ядерных  реакторов.  Для  повышения  жаропрочности  Nb  легируют Mo, W, Zr  .

                     

 



Сайт создан в системе uCoz