Тугоплавкие металлы и их сплавы

Наибольшее значение в технике имеют следующие тугоплавкие металлы: Nb, Mo, Cr, Ta и W соответственно с температурой 2468, 2625, 1875, 2996 и 3410⁰С. Тугоплавкие металлы и их сплавы используют главным образом как жаропрочные.
Молибден, вольфрам и хром обладают высокой жаропрочностью, однако они склонны к хрупкому разрушению в результате высокой температуры порога хладноломкости, которую особенно сильно повышают примеси внедрения С, N, H и O.
Таблица 46

Свойства некоторых сплавов тугоплавких металлов

Сплав	t, ^0C	sB	s100
МПа
Сплавы на основе ниобия
ВН2 (4,5% Mo; £0,05%C)	2000000 1200	850 180-200	- -
ВН2A (4,1% Mo; 0,7%Zr; £0,08%C)	20 1200 1500	850 300 170	- - -
ВН3 (4,6% Mo; 1,4%Zr; £0,12%C)	20 1200	800 850	- -
ВН4 (9,5% Mo; 1,5%Zr; 0,03%La; £0,3%C)	20 1200 1500	800 250 170	- - -
Сплавы на основе молибдена
ЦМ2А (0,11% Zr; 0,2 %Ti; £0,004%C)	20 1200 1600	800 300 60	- 90 -
ЦМ3 (0,3% Zr; £0,02 %C)			180 -
ЦМ6 (0,15% Zr; 0,002% В; 0,004 %C)			-
ВМ2 (0,32 % Zr; до 0,2 %Ti; до 0,2 %Nb)	20 1200	75 450	- 150
ВМ3 (0,45% Zr; 1,10%Ti; 0,35% C; 1,25%Nb)	20 1200 1300	830 - 500	- - 260
Сплавы на основе вольфрама
ВВ2 (система W- Nb)

После деформации ниже температуры рекристаллизации (1100-1300⁰С) порог хладноломкости молибдена и вольфрама понижается. Ниобий и тантал хорошо свариваются. Они обладают высокой коррозионной стойкостью. Тугоплавкие металлы используются в радио- и электронной промышленности, в химическом машиностроении, стекольной промышленности. Жаропрочность чистых металлов невелика. Более высокой жаропрочностью обладают сплавы на основе тугоплавких металлов, хотя ее повышение сопровождается понижением пластичности. Все тугоплавкие металлы обладают низкой жаростойкостью, поэтому при температуре свыше 400-600⁰С их нужно защищать от окисления. Тугоплавкие металлы широко используют в качестве жаропрочных для работы в неокислительной среде - в вакууме, водороде инертных газах, а также среде отходящих пороховых газов.
Весьма перспективны для многих отраслей техники сплавы на основе ниобия. Они обдают хорошей технологичностью, свариваемостью и достаточно высокой жаропрочностью.
Температура хладноломкости ниобия ниже - -196⁰С. Благодаря высокой коррозионной стойкости и малому сечения захвата тепловых нейтронов сплавы ниобия нашли применение в конструкциях ядерных реакторов.
Для повышения жаропрочности ниобий легируют молибденом, вольфрамом, упрочняющим твердый раствор, и цирконием, который не только упрочняет твердый раствор, но и образует карбидные и нитридные фазы.

17. Тугоплавкие металлы и их сплавы
Вопросы для самопроверки

1. Как ведет себя коэффициент линейного расширения в интервале температур от – 100 до 100⁰С с увеличение содержания никеля?

2. Где применяют сплавы инвар и ковар?

3. Какой механизм определяет свойства "памяти формы"?

4. Какие Вы знаете сплавы с эффектом "памяти формы"?

5. Где используют тугоплавкие металлы?

6. Каковы достоинства и недостатки тугоплавких металлов?

7. Назовите методы защиты молибдена от окисления.

18. Титан и сплавы на его основе
18.1. Титан

Титан - металл серого цвета. Температура плавления титана (1668±5)⁰С.Титан имеет две аллотропические модификации: до 882⁰С существует a-титан (плотность 4,505 г/см³), который кристаллизуется в ГЦК- решетку с периодами a = 0,2951 нм и с = 0,4684 нм. (с/а = 1,587), а при более высоких температурах b - титан (при 900⁰С плотность 4,32 г/см³), имеющий ОЦК решетку, период которой a = 0,3282 нм. Технический титан изготавливают двух марок: ВТ1-00 (99,53 % Ti) и ВТ1-0 (99,46 % Ti).
Азот, углерод, кислород и водород увеличивают твердость и прочность титана, но понижают пластичность, ухудшают свариваемость и снижают сопротивление коррозии (рис. 69).
Таблица 47

Механические свойства технического титана ВТ1-00 и ВТ1-0

sB, МПа	d,%	y,%	КСU МДж/м^2	s-1, МПа	Е, МПа
300-550	20-25	60-80	£ 1,0-1,2	160-225	14 *10^4

На поверхности титана легко образуется стойкая оксидная пленка, повышающая сопротивление коррозии в морской воде, в некоторых кислотах и других агрессивных средах. Титан устойчив к кавитационной коррозии по напряжением
Технический титан обрабатывается давлением, сваривается дуговой сваркой в атмосфере защитных газов и контактной сваркой, но плохо обрабатывается резанием. Титан поставляется в виде листов, труб, прутиков, проволоки и других полуфабрикатов.

Дата добавления: 2014-01-07