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  • 关于难熔金属的一些介绍

    作者:admin发表时间:2022-06-03

      一般指熔点高于1650℃并有一定储量的金属(钨、钽、钼、铌、铪、铬、钒、锆和钛),也有将熔点高于锆熔点(1852℃)的金属称为难熔金属。以这些金属为基体,添加其他元素形成的合金称为难熔金属合金。制造耐1093℃(2000°F)以上高温的结构材料所使用的难熔金属主要是钨、钼、钽和铌。在难熔金属合金中钼合金是最早用作结构材料的合金,Mo-0.5 Ti-0.1 Zr-0.02C合金具有良好的高温强度和低温塑性,在工业上广泛应用。铌合金的出现迟于钼合金,但发展很快,已有30余种牌号。航天工业中使用的主要是中强合金和低强高塑性的铌合金。

      难熔金属最重要的优点是有良好的高温强度,对熔融碱金属和蒸气有良好的耐蚀性能。最主要的缺点是高温抗氧化性能差。钨、钼的塑性-脆性转变温度较高,在室温下难以塑性加工;铌和钽的可加工性、焊接性、低温延展性和抗氧化性均优于钼和钨。

      塑性-脆性转变温度(以下简称转变温度)是衡量难熔金属及其合金低温塑性的重要参数(特别是钨和钼)。在难熔金属中,钽具有最好的塑性和最低的转变温度(-196℃以下)。铌塑性较钽差,但优于钼和钨。钨的室温塑性最差,转变温度最高。钼的转变温度在室温上下。温度对钨、钽、钼、铌的塑性的影响见图。转变温度同材料受力状态和形变速度有关,也同材料的组织结构和表面状态有关。添加某些元素(特别是铼),以及进行较大量的塑性加工是改善钨和钼低温脆性的有效途径。间隙元素对难熔金属的转变温度有严重影响。

      钨和钼分别在 1000℃和725℃以上出现氧化物挥发和液相氧化物,人们常称之为“灾害性”氧化。铌和钽在空气中加热,仅当温度高于200℃和280℃时,才有明显的氧化;随着温度的升高,铌、钽氧化皮层开裂和粉化,使抗氧化性能变坏。为了解决这一关键难题,曾采取过两种措施:一是制备抗氧化合金,二是加抗氧化保护涂层,但都未能制得在约1050~1250℃下长期使用的材料,只制得加防护涂层后在约1400~1700℃高温下短期(几分钟到几小时)使用的材料。这种材料在一些航天器部件上得到实际的应用。

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