Volfrám-rénium ötvözetből készült hűtőborda

termékleírás

Volfrám rénium ötvözet

Szilárd oldattal erősített ötvözet, amely wolfram elemből és rénium elemből áll.

A volfrám-rénium ötvözet egy szilárd oldattal megerősített ötvözet, amely wolfram elemből és rénium elemből áll. Az ötvözetben általánosan használt réniumtartalom (tömeghányad, százalék) 3, 5, 10, 25 és 26. Alacsony tartalmú W-Re ötvözetre (Re Less vagy egyenlő 5 százalék) és nagy tartalmú W-Re ötvözetre ( Re Nagyobb vagy egyenlő, mint 15 százalék ).

1.ábra

A volfrám-rénium ötvözet egy szilárd oldattal megerősített ötvözet, amely wolfram elemből és rénium elemből áll. Az ötvözetben általánosan használt réniumtartalom (tömeghányad, százalék) 3, 5, 10, 25 és 26. Alacsony tartalmú W-Re ötvözetre (Re Less vagy egyenlő 5 százalék) és nagy tartalmú W-Re ötvözetre ( Re Nagyobb vagy egyenlő, mint 15 százalék ). Ha az ötvözet Re-tartalma meghaladja a 26 százalékot, a W-Re ötvözet rideg σ fázist vált ki.

Az előállítási módszer, az erősítési módszer és a kiválasztott volfrám alapú alapanyagok szerint a wolfram-rénium ötvözetek osztályozását az 1. ábra mutatja.

A volfrám-rénium ötvözet fő feldolgozóanyaga a huzal és a lemez. A selyem teszi ki a túlnyomó többséget. Főleg magas hőmérsékletű szerkezeti anyagokként használják.

A volfrám-rénium ötvözet jobb mechanikai tulajdonságokkal és rugalmassággal rendelkezik, mint a tiszta volfrám, és nagy az ellenállása, így jobb feldolgozhatósága és hegeszthetősége. A 3 százalék réniumot tartalmazó volfrám-rénium ötvözet felhasználható az elektroncsőszálak, a rácshuzalok és a közvetlen fűtési katód magfémjeként. A tóriumot tartalmazó volfrám-rénium ötvözetet, vagyis a tóriumos volfrám-rénium ötvözetet nagyméretű indítócső közvetlen melegítésű katódjaként használják, és teljesítménye jobb, mint a tóriumos volfrámkatódé, és nem könnyű deformálni. magas hőmérsékleten. a

A volfrám-rénium ötvözetből készült törmelék főként volfrám-rénium ötvözet, és magában foglalja a molibdén-rénium ötvözetet is. A rénium hulladék wolfram-rénium ötvözetből való kinyerésére szolgáló módszerek közé tartozik az oxidatív biogenezis módszer és a salétromolvadásos bomlás-ioncserélő módszer.

Gyártási folyamat

2. ábra

A wolfram-rénium ötvözet előállításának két módja van: porkohászat és olvasztás. A gyártási folyamat a 2. ábrán látható. A tényleges gyártásban a porkohászati ​​módszer dominál. Az izosztatikus préselés és a középfrekvenciás indukciós hevítési szinterezés kiváló minőségű, a legjobb egyenletességgel és konzisztenciával rendelkező ötvözött nyersdarabokat eredményezhet.

Volfrám-réniumpor készítése

3. ábra

A wolfram-rénium előötvözött por előállításának módja a kulcsa az ötvözet összetételének egységességének. A különböző előötvözött módszerek összehasonlítása a 3. ábrán látható.

Billet előkészítés

Az ötvözettömörítés elkészíthető acélformázással vagy hideg izosztatikus sajtolással, és a tömörítést 85-95 százalékos relatív sűrűségű sűrű tömbbé szinterelik egy hidrogénáteresztő függőleges olvasztókemencében, egy hidrogénáteresztő közepes frekvenciájú kemencében. vagy hidrogénáteresztő ellenállású kemence. Léteznek izosztatikus melegsajtolással készült bugák is.

Feldolgozás

4. ábra

A szinterezett tömbök különböző feldolgozási módszerekkel (forgatható kovácsolás, hengerlés, húzás stb.) különböző típusú feldolgozott anyagokat, például rudakat, huzalokat, lemezeket, fóliákat és szalagokat készítenek. A jó feldolgozási teljesítménnyel rendelkező wolfram-rénium ötvözet összetétele W-(18~26)Re. Az ajánlott optimális kovácsolási hőmérséklet az ötvözetfeldolgozáshoz 1500 fok, az izzítási hőmérséklet pedig 1600-1800 fok. A 26 százalék feletti Re-tartalmú ötvözetek esetében a megengedett szigmafázis-tartalom korlátozott. Bár ennek a második fázisnak a kicsapása anyagmegerősödéshez vezet, a feldolgozhatósága így is nagyon jó. Re tartalmú ötvözetek<18% can be processed smoothly, but require a higher initial processing temperature.

A huzal a w-Re ötvözet fő feldolgozóanyaga. Hazámban a wolfram-rénium huzal minőségét különböző tulajdonságok szerint osztályozzák, és a kémiai összetételt a 4. ábra mutatja.

5. ábra

A kompozit szilárdítási módszer hatékony módszer a W-Re ötvözetek magas hőmérsékletű mechanikai tulajdonságainak további javítására. A Hfc részecskék hozzáadása vagy ThO2 részecskék hozzáadása az ötvözethez a leggyakoribb összetett módszer, és az elkészített ötvözetrendszerek közé tartozik a W-He-Hf-C rendszer és a W-He-ThO.₂rendszer. A részecskék eloszlása ​​az ötvözetben a feldolgozási folyamat során folyamatosan változik. A 6. atlasz (a) a Hfc részecskeeloszlás változásának mikrostruktúráját mutatja a W-24.5Re-2Hfc ötvözetrúdban. Meleg izosztatikus préselés után (rúd ∅ 41mm) az ötvözet relatív sűrűsége eléri a 99 százalékot, és a tömör szerkezetben lévő részecskék eloszlanak szemcsehatárokban és szemcsékben (a 6(a) ábra szerint), majd az azt követő melegben. lengési folyamat Hfc-ben, amikor az alakváltozási sebesség eléri a 62 százalékot, megjelenik a σ fázis a szerkezetben, és a Hfc részecskék a szemcsehatárig koncentrálódnak (6. ábra, atlasz (b)). Az ötvözet magas hőmérsékletű mechanikai tulajdonságainak javulását a 6. (c) ábra mutatja. 6. ábra Az atlasz (d) és (e) a W-Re ötvözet, W-Re-ThO mikroszerkezetének összehasonlítása.₂ ötvözet és W-Re-Hfc ötvözet 2500K izzítás után. Látható, hogy különböző A részecskék hozzáadásával bemutatott morfológia nem ugyanaz.

Teljesítmény

A volfrám-rénium ötvözet számos kiváló tulajdonsággal rendelkezik, mint például a magas olvadáspont, a nagy szilárdság, a nagy keménység, a nagy plaszticitás, a magas átkristályosítási hőmérséklet, a nagy ellenállás, a magas termoelektromos potenciálérték, az alacsony gőznyomás, az alacsony elektronmunka és az alacsony nyúlású ridegség. átmeneti hőmérséklet. A tipikus wolfram-rénium ötvözetek tulajdonságait a jobb oldali 7(a) ábra mutatja. A 7. ábra jobb oldali ábrájáról látható, hogy az adalékolt rénium átkristályosodási hőmérséklete sokkal magasabb, mint a tiszta volfrámréniumé.

7. ábra

Számos wolfram-rénium ötvözet magas hőmérsékletű szakítószilárdsága a jobb oldali 7 (b) ábrán látható. A 7. ábrán látható, hogy ezen ötvözetek szakítószilárdsága jóval magasabb, mint a tiszta volfrámé 1500 fok körül. A Hfc hozzáadásának példája a volfrám-rénium ötvözet magas hőmérsékletű mechanikai tulajdonságainak javítására a fenti mikroszerkezeti szakasz 7. (c) ábráján látható.

Alkalmazás

Mind a volfrám, mind a rénium tűzálló fémek, amelyeket széles körben használnak magas hőmérsékletű alkalmazásokban. De vannak hátrányai is, a tiszta volfrám törékeny, és az átkristályosítási hőmérséklet nagyon alacsony; a tiszta rénium feldolgozási teljesítménye gyenge és drága. Így alkalmazási körük erősen korlátozott. A volfrámból és a réniumból különféle komponensekkel volfrám-rénium ötvözetet készítenek. Ezek az ötvözetek kiküszöbölik a tiszta volfrám és a tiszta rénium hiányosságait, és számos kiváló tulajdonsággal rendelkeznek, mint például magas olvadáspont, nagy szilárdság, nagy keménység, nagy plaszticitás, nagy ellenállás és magas átkristályosítási hőmérséklet, magas termoelektromos potenciál érték, alacsony gőznyomás, alacsony elektronmunka és alacsony műanyag-rideg átmeneti hőmérséklet stb. Ugyanakkor kiválóan ellenállnak a "vízciklus" reakcióteljesítménynek, és az ára 75%-kal alacsonyabb, mint a 95%-os tiszta rénium.

Ezért a wolfram-rénium ötvözetek széles körben használatosak az elektronikai technológiában, a hőszabályozásban, a modern nukleáris technológiában és az űrtechnológiában, a hőmérsékletmérésben, a műszerekben, az elektromos készülékekben és más élvonalbeli tudományos és technológiai részlegekben. Különösen a wolfram-rénium ötvözetből készült huzalt egy hőelembe illesztik, amely nagy termoelektromos potenciállal és érzékenységgel rendelkezik, és széles hőmérséklet-mérési tartományban, gyors reakciósebességgel és jó korrózióállósággal rendelkezik. Jó hőérzékelő anyag a hőmérsékletmérés területén. Mivel a volfrám-rénium hőelemek helyettesítik a platina-ródium hőelemeket, az általános trend.

• Alkalmazás az elektromos vákuumtechnikában

Az elektroncsövek, kineszkópok és izzószálak fő teljesítménykövetelményei a következők:

① Jó alakíthatóság alacsony hőmérsékleten (vagyis az egyszeri huzaltekercselés jó alakíthatósága). A feldolgozott szálat feltekerik, hajtogatják vagy csavarják különböző formájú és méretű szálakká, amelyeknek jó egymás közötti szigeteléssel, alacsony műanyag-rideg átmeneti hőmérséklettel, jó egyenletességgel és konzisztenciával kell rendelkezniük;

② Az alacsony hőmérsékletű izzításnak jó a hajlékonysága (vagyis jó a másodlagos tekercs alakíthatósága). A primer tekercselés után az izzószálas részeket lágyítani kell az alkatrészek alakjának és méretének rögzítéséhez. Az izzítást általában a huzal elsődleges átkristályosításának hőmérsékleti tartományán belül végezzük. Csak a jó alacsony hőmérsékletű lágyítóképességű vezetékek felelhetnek meg a másodlagos tekercselés (kettős spirálszál) vagy a többszörös tekercselés és hajtogatás követelményeinek;

⑧ Jó hajlékonyság magas hőmérsékleten (vagyis másodlagos átkristályosítás utáni alakíthatóság). A maghuzal eltávolítása, a cső szállítása és felszerelése során azt rezgésnek és ütésnek kell kitenni, és a rossz alakíthatóságú izzószál tönkremegy. A kész izzószálat magas hőmérsékleten kell használni, és az izzószálat használat közben a kívánt formában kell tartani;

④ A magas hőmérsékletű megereszkedés elleni teljesítmény jó. Mivel az izzószál nagy része spirál alakú, az izzószál hosszabb, és bizonyos minőséggel rendelkezik. Annak érdekében, hogy a hangmagasság változatlan maradjon a használat során, a kulcsfontosságú a magas hőmérsékletű meghajlásállóság.

• Elektromos érintkezőanyagként használják

Sok érintkezőanyagot gyakran használnak elektromos kapcsolókban, például autókürt és gyújtásérintkezőket, feszültségszabályozó érintkezőket, telefonérintkezőket, különféle elektromos kapcsolóérintkezőket stb. Munka közben minden érintkezőpár rendelkezik a kölcsönös súrlódás, szikrakorrózió és nagyfrekvenciás érintkezés. Ezért az érintkező anyagának meg kell felelnie a következő követelményeknek: ①Az anyag érintkezési ellenállása kicsi, ②Az ív volt-amper karakterisztikája kicsi, ⑧A bemerülési eróziós sebesség kicsi.

Érintkezési anyagként használható fémek: réz, ezüst, platina, ródium, irídium, volfrám, molibdén, rénium, volfrám-réz ötvözet, volfrám-ezüst ötvözet, volfrám-áll ötvözet és nagy fajsúlyú ötvözet. A wolframot, molibdént, réniumot és ötvözeteiket széles körben alkalmazzák az autók kürt- és gyújtóérintkezőiben. A wolfram-rénium ötvözet érintkezési anyagként való felhasználása még mindig az elmúlt években kifejlesztett termék. Összehasonlítható a platina, irídium, ródium és más nemesfém érintkezőkkel.

• Hőelem anyagként használható

Különféle összetételű volfrám-rénium ötvözet huzalok párosíthatók volfrám-rénium hőelemekké. Az ipari gyakorlatban széles körben használt volfrám-rénium hőelemek a következők: W/W-26Re adalékolt, W-3Re/W-25Re, W-5Re/W{{7 }}Re és W-5Re/W-26Re és más volfrám-rénium hőelemek . Nagy a termoelektromos potenciál értékük és nagy az érzékenységük, a termoelektromos potenciál-hőmérséklet összefüggés jó linearitás, magas mérési hőmérséklet (2800 fokig), nagy pontosságuk (a megengedett eltérés ±{{ 17}},25 százalék t, ±0,5 százalék t és ±0,5 százalék t és ± 1 százalék t és további három).

A volfrám-rénium hőelemeket főként vákuumban történő hőmérsékletmérésre, redukáló atmoszférában és inert atmoszférában történő hőmérsékletmérésre és magas hőmérsékletű mezőre használják. Néhány speciális antioxidáns intézkedés oxidáló atmoszférában helyettesítheti a platina-ródium hőelemet a hőmérséklet mérésére. A wolfram-rénium hőelem ára 12-18-szor alacsonyabb, mint az egyetlen platina-germánium hőelemé. A platina-ródium hőelem helyett a wolfram-rénium hőelem hőmérsékletmérés nyilvánvaló gazdasági előnyökkel jár, és egyre nagyobb figyelmet szentelnek rá az emberek.

• Egyéb alkalmazások

(1) Magas hőmérsékletű szerkezeti anyagok

Az űrjárművekben használt volfrám-rénium ötvözetek közé tartoznak a következők: hővédő pajzsok, rakétafúvókák kerületi részei, kúpos részek, hajtóművek vagy motoralkatrészek bevonatai. Volfrám-rénium ötvözetből készült tartályok és tégelyek 2000 fokra hevítve reakció nélkül az urán finomítására. A volfrám-rénium ötvözeteket magas hőmérsékletű kemencék fűtőelemeihez és hőpajzsaihoz, nagy tisztaságú fémek elpárologtatására szolgáló tégelyekhez, magas hőmérsékletű mezőkben pedig rugókhoz, csavarokhoz, anyákhoz, tartórudakhoz és hajtórudakhoz használják, amelyek jó plaszticitással rendelkeznek.

(2) Kopásálló anyagok

Mivel a wolfram-rénium ötvözet nagy keménységgel, nagy szilárdsággal, jó kopásállósággal és korrózióállósággal rendelkezik, felhasználható nyomtatók nyomtatótűinek készítésére, élettartama pedig elérheti a 100 milliószor. Emellett hegyeket, súlypont kalapácsokat és földmérő és térképészeti műszerek kopásálló alkatrészeit is készítheti.

(3) Elektróda anyaga

A tórium-oxidot, cirkónium-oxidot és cérium-oxidot diszpergált részecskéket tartalmazó volfrám-rénium ötvözet rudakat argon ívhegesztőgépek elektródáihoz és nem fogyó elektromos ívkemencés olvasztóelektródákhoz használják. Ellenáll a magas hőmérsékletnek és ablációnak, és hosszú élettartammal rendelkezik.

Fém fröccsöntési eljárás

Észlelési rendszerek