关键词:难熔金属;研讨应用现状;质量控制
中图分类号:+TG244+文献标识码:A文章编号:1672-3791(2013)05(c)0000-00
1.引言
难熔金属包括钨、钼、钽、铌、铼和钒六种,这六种金属均为熔点在2000摄氏度以上的资料。难熔金属资料及其和合金具有熔点高,在高温环境下强度高,对液态金属腐蚀抗性强、具有加工可塑性等共同点。难熔金属及其合金资料的的运用温度比高温合金要的多,普通在1100-3320摄氏度之间。
2.难熔金属资料应用现状
2.1铌合金
铌合金在1100-1650摄氏度下的强度较高,它的焊接特性良好,具有很好的室温可塑性,同时作尴尬熔金属中密度最小的一种,可以加工制造成外形复杂的产品。依照合金强度不同能够将铌合金分为低强度、中强度和高强度三类,依照合金密度不同能够分为低密度、高密度两类。美国和俄罗斯对铌合金的研发各自不同,研讨品种多达二十几种。美国以W、Hf、Mo作为铌的强化添加元素,俄罗斯则以Zr、W、Mo为主,第二相强化则主要是以C为主。
2.2钼合金
钼合金的熔点相比于钽和钨较低,它的优点是弹性模值最高,且其密度、收缩系数都较小,高温蠕变性能十分优秀。钼合金的焊接性能很好,焊缝的强度和可塑性都能到达一定的条件,其工艺性能在钨之上。但是它在低温环境下会脆化,高温环境下氧化问题严重。
钼合金的开发当以俄罗斯为代表,依照合金元素的不同能够将钼合金划分为十四类,其中的添加元素主要是Ti、C、Re、Zr,同时也添加一些Ni、Nb、B等元从来改动资料的一些特性。
在一切的钼添加元素中,只要铼对其低温环境下的可塑性有利;Re元素在提升钼的低温环境可塑性的同时,还能够提升其强度和焊接性能,明显降低其再结晶之后的脆裂趋向,显著进步其高温稳定性,对立热震性特别明显。
2.3钽合金
钽合金的熔点高,收缩系数小,其抗热震性能和塑造韧性都很优秀,它的缺陷是在500摄氏度以上的环境中工作时,抗氧化性能很差,普通都要在外表停止抗氧化涂层处置。美国和俄罗斯先后研制出了在高温环境中蠕变性能和强度都契合请求的钽合金资料。
钽合金运用与铌合金类似的涂层资料,铌合金是钽铌涂层的主要研讨对象。在静态空气环境中,钽合金的多元难熔金属化合物表现出的抗氧化性能良好。
2.4钨合金
钨合金涂层中最具有开展潜力的是具有高强度和高热稳定性能的硼化物和难溶氧化物维护层,钨合金涂层的研讨方向是将具有自愈才能的硅化物掩盖在维护外表,难熔氧化物和硅化物的混合物则掩盖在有阻挠衬底的硅化物上,这样便能够使制品长时间工作在特定的运用环境中。
3.难熔金属资料的质量控制
随着技术的进步和市场的需求的复杂化,对难熔金属资料的质量请求越来越高,只要不时进步难熔金属资料的质量层次,才干取得更大的经济和社会效益。
3.1资料成分的优化
资料成分的优化主要是经过合金化和掺杂来完成的。这种办法能够很好的进步难熔金属资料的质量和性能。
将钨和铼制造成为钨铼合金能够很好的进步资料的性能,使其兼具两种资料的优点,这种合金的熔点很高,强度和再结晶的温度比钨要高,而延性和脆性的转变温度则比钨低。还具有很好的焊接性能,抗腐蚀性能,电阻率高,电子逸出功率低,在电子等范畴得到了普遍的应用。这种合金在退火后延性进步显著,这点与钨恰恰相反。
应用掺杂微量元素改动资料的再结晶性能,这样便能克制资料的再结晶脆性。譬如掺杂钼资料正在取代纯钼资料呈现在特种的引出线和灯泡支架中。
3.2+制造工艺的改善
进步难熔金属资料质量程度的有效办法之一就是制造工艺的改善。
TZM是目前运用范围广,运用量大的一种钼很近,其运用环境主要是1000摄氏度以上的高温场所。但是TZM是一种脆性资料,很难对其停止热变形加工,若采用直接锻造,废品的产出率很低,因而改善制造工艺成为一个有效的途径。经过热挤压开坯之后锻造,同时控制好挤压和锻造之间的形变量和加热工艺便能够大大进步TZM合金棒的废品率。
采用钼作为电极的玻璃熔炉来替代煤、油、汽等燃料加热方式是近几十年来快速开展的一种工艺。但是玻璃可能由于钼棒电极的杂质含量高而产生气泡或者着色,为了保证质量程度能够改善钼的烧结工艺,从而得到低氧、低碳的质量优秀的钼。
3.3消费设备的改良
进步难熔金属资料质量的重要办法之一就是消费设备的改良。
为了进步钨钼丝的消费质量,大量的新设备被研制胜利如:四模、六模、八模的多模细拉丝设备等,这些设备的推行运用能够很好的提升钨钼丝的产质量量。
钨钼丝质量的进一步提升需求增强钨钼粉末冶制工艺中一些关键设备的研制,国外难熔金属的消费很大曾度上依托消费设备的改善来完成。
3.4新产品的开发
随着技术的进步和市场需求的变化,对难熔金属资料的多样性和高性能也提出了更高更新的请求。
集成电路正朝着大范围的方向开展,这对溅射靶材在成分、特性和规格上提出了不同的请求,在冷压和真空环境中采用粉末冶金办法烧结的硅化钨具有很低的电阻率,同时期纯度高、密度大合适在MOS集成电路中运用。
核电工业在世界范围内快速开展,用于燃料组件的控制棒导向管需求运用变截面的锆合金管,这种市场需求能够促进新产品的研发。
结论
难熔金属资料曾经在许多范畴得到大量的运用,不同的金属资料运用范围不同。同时技术的进步和市场需求的复杂化对难熔金属性能提出了更高的请求。本文引见了难熔金属难熔金属资料钨、钼、钽、铌及其合金的应用和研讨现状,剖析了几种资料的优缺陷,然后从资料成分的优化、制造工艺的改善、消费设备的改良、新产品的开发等方面对难熔金属资料质量的进步办法停止了剖析和阐明,为研制消费质量牢靠,性能优越的难熔金属资料提供一些倡议和途径。
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