Hladnjak od legure volframa i renija

Opis proizvoda

legura volfram renija

Čvrsta otopina ojačana legura sastavljena od elementa volframa i elementa renija.

Legura volfram-renij je legura ojačana čvrstom otopinom sastavljena od elementa volframa i elementa renija. Uobičajeno korišteni sadržaj renija (maseni udio, postotak) u leguri je 3, 5, 10, 25 i 26. Dijeli se na leguru W-Re s niskim sadržajem (Re manje ili jednako 5 posto) i leguru s visokim sadržajem W-Re ( Re Veći ili jednak 15 posto).

Slika 1

Legura volfram-renij je legura ojačana čvrstom otopinom sastavljena od elementa volframa i elementa renija. Uobičajeno korišteni sadržaj renija (maseni udio, postotak) u leguri je 3, 5, 10, 25 i 26. Dijeli se na leguru W-Re s niskim sadržajem (Re manje ili jednako 5 posto) i leguru s visokim sadržajem W-Re ( Re Veći ili jednak 15 posto). Kada sadržaj Re u leguri premaši 26 posto, W-Re legura će istaložiti krtu σ fazu.

Prema metodi pripreme, metodi ojačavanja i odabranim sirovinama na bazi volframa, klasifikacija legura volfram-renij prikazana je na slici 1.

Glavni materijali za obradu legure volfram-renij su žica i lim. Svila čini veliku većinu. Uglavnom se koristi kao visokotemperaturni strukturni materijal.

Volfram-renijeva legura ima bolja mehanička svojstva i duktilnost od čistog volframa i ima visoku otpornost, tako da ima bolju preradljivost i zavarljivost. Legura volfram-renija koja sadrži 3 posto renija može se koristiti kao metalna jezgra filamenta elektronske cijevi, mrežne žice i katode za izravno grijanje. Volfram-renijeva legura koja sadrži torij, to jest torirana volfram-renijeva legura, koristi se kao katoda s izravnim zagrijavanjem velike lansirne cijevi, a njezina je izvedba bolja nego kod torijevane volframove katode i nije je lako deformirati na visokoj temperaturi. the

Otpad od legure volfram-renija uglavnom je legura volfram-renija, a uključuje i leguru molibden-renija. Metode za dobivanje renija iz otpadne volfram-renijeve legure uključuju metodu oksidativne biogeneze i metodu razgradnje taljenja salitre-ionske izmjene.

Proces proizvodnje

Slika 2

Postoje dvije metode proizvodnje legura volfram-renij: metalurgija praha i taljenje. Proces proizvodnje prikazan je na slici 2. U stvarnoj proizvodnji dominira metoda metalurgije praha. Izostatičkim prešanjem i sinteriranjem indukcijskim grijanjem srednje frekvencije mogu se dobiti visokokvalitetni obrasci legure s najboljom ujednačenošću i konzistencijom.

Priprema praha volfram renija

Slika 3

Metoda pripreme prethodno legiranog praha volfram-renija je ključna za ujednačenost sastava legure. Usporedba različitih prethodno legiranih metoda prikazana je na slici 3.

Priprema gredica

Kompakt od legure može se izraditi oblikovanjem čeličnog kalupa ili hladnim izostatičkim prešanjem, a kompakt se sinterira u gusti ingot s relativnom gustoćom od 85 posto do 95 posto u vertikalnoj peći za taljenje koja prolazi vodik, međufrekventnoj peći koja prolazi vodik ili otporna peć za propuštanje vodika. Postoje i ingoti izrađeni toplim izostatičkim prešanjem.

Obrada

Slika 4

Sinterirani ingoti se izrađuju u različite vrste obrađenih materijala, kao što su šipke, žice, ploče, folije i trake, različitim metodama obrade (okretno kovanje, valjanje, izvlačenje itd.). Sastav volfram-renijeve legure s dobrim učinkom obrade je W-(18~26)Re. Preporučena optimalna temperatura kovanja za obradu legure je 1500 stupnjeva, a temperatura žarenja je 1600 ~ 1800 stupnjeva. Za legure s sadržajem Re > 26 posto, dopušteni sadržaj sigma faze je ograničen. Iako taloženje ove druge faze dovodi do ojačanja materijala, njegova obradivost je još uvijek vrlo dobra. Legure sa sadržajem Re<18% can be processed smoothly, but require a higher initial processing temperature.

Žica je glavni materijal za obradu w-Re legure. Vrste volfram-renijeve žice u mojoj zemlji klasificirane su prema različitim svojstvima, a kemijski sastav prikazan je na slici 4.

Slika 5

Metoda kompozitnog ojačanja je učinkovita metoda za daljnje poboljšanje visokotemperaturnih mehaničkih svojstava W-Re legura. Dodavanje Hfc čestica ili dodavanje ThO2 čestica u leguru najčešća je kompozitna metoda, a pripremljeni sustavi legura uključuju W-He-Hf-C sustav i W-He-ThO₂sustav. Raspodjela čestica u leguri se kontinuirano mijenja s procesom obrade. Slika 6. atlas (a) prikazuje mikrostrukturu promjene distribucije čestica Hfc u šipki legure W-24.5Re-2Hfc. Nakon vrućeg izostatičkog prešanja (šipka ∅ 41 mm), relativna gustoća legure doseže 99 posto, a čestice u kompaktnoj strukturi raspoređene su u granice zrna i zrna (kao što je prikazano na slici 6 (a)), au naknadnom vrućem proces prešanja U Hfc, kada stopa deformacije dosegne 62 posto, u strukturi se pojavljuje σ faza, a čestice Hfc koncentriraju se do granice zrna (Slika 6, atlas (b)). Poboljšanje visokotemperaturnih mehaničkih svojstava legure prikazano je na slici 6 (c). Slika 6 Atlas (d) i (e) su usporedba mikrostrukture W-Re legure, W-Re-ThO₂ legura i W-Re-Hfc legura nakon 2500K žarenja. Može se vidjeti da različita Morfologija prikazana dodavanjem čestica nije ista.

Izvođenje

Volfram-renij legura ima niz izvrsnih svojstava, kao što su visoka točka taljenja, visoka čvrstoća, visoka tvrdoća, visoka plastičnost, visoka temperatura rekristalizacije, visoka otpornost, visoka vrijednost termoelektričnog potencijala, nizak tlak pare, niska radna funkcija elektrona i nisko istezanje Krhko temperatura prijelaza. Svojstva tipičnih legura volfram-renij prikazana su na slici 7 (a) desno. Na desnoj slici slike 7 može se vidjeti da je temperatura rekristalizacije dopiranog renija mnogo viša nego kod čistog volfram renija.

Slika 7

Visokotemperaturna vlačna svojstva nekoliko volfram-renijevih legura prikazana su na slici 7 (b) desno. Na slici 7 može se vidjeti da su vlačna svojstva ovih legura mnogo veća od onih čistog volframa na oko 1500 stupnjeva. Primjer dodavanja Hfc za poboljšanje visokotemperaturnih mehaničkih svojstava legure volfram-renij prikazan je na slici 7 (c) odjeljka mikrostrukture iznad.

Primjena

I volfram i renij su vatrostalni metali koji se široko koriste u primjenama na visokim temperaturama. Ali oni također imaju nedostatke, čisti volfram je krt, a temperatura rekristalizacije je vrlo niska; čisti renij ima lošu obradu i skup je. Tako da je njihov opseg primjene uvelike ograničen. Volfram i renij se proizvode u legure volfram-renija s različitim komponentama. Ove legure prevladavaju nedostatke čistog volframa i čistog renija i imaju mnoga izvrsna svojstva, kao što su visoka točka taljenja, visoka čvrstoća, visoka tvrdoća, visoka plastičnost, visoka otpornost i visoka temperatura rekristalizacije, visoka vrijednost termoelektričnog potencijala, nizak tlak pare, niska radna funkcija elektrona i niska temperatura prijelaza plastično-krhko, itd. U isto vrijeme, oni također imaju izvrsnu otpornost na reakciju "vodenog ciklusa", a cijena je 75~ niža od čistog renija 95 posto.

Stoga se legure volframa i renija naširoko koriste u elektroničkoj tehnologiji, toplinskoj kontroli, modernoj nuklearnoj tehnologiji i zrakoplovnoj tehnologiji, mjerenju temperature, instrumentaciji, električnim uređajima i drugim vrhunskim znanstvenim i tehnološkim odjelima. Konkretno, žica od legure volframa i renija spojena je u termoelement koji ima visok termoelektrični potencijal i osjetljivost, te ima širok raspon mjerenja temperature, brzu brzinu odziva i dobru otpornost na koroziju. To je dobar toplinski senzorski materijal u području mjerenja temperature. Budući da termoparovi volfram-renij zamjenjuju termoparove platina-rodij, opći je trend.

• Primjena u elektrovakuumskoj tehnici

Glavni zahtjevi za performanse za elektronske cijevi, kineskope i filamentne žarulje su:

① Dobra duktilnost na niskim temperaturama (to jest, dobra sposobnost oblikovanja jednokratnog namotavanja žice). Obrađeni filament se namotava, presavija ili uvija u filamente različitih oblika i veličina, koji moraju imati dobru međusobnu izolaciju, nisku temperaturu prijelaza plastično-lomljivo, dobru ujednačenost i konzistenciju;

② Žarenje na niskim temperaturama ima dobru duktilnost (to jest, dobru sposobnost oblikovanja sekundarnog namota). Dijelovi niti nakon primarnog namotavanja moraju se žariti kako bi se popravio oblik i veličina dijelova. Općenito, žarenje se provodi unutar temperaturnog raspona primarne rekristalizacije žice. Samo žice s dobrom duktilnošću žarenja na niskim temperaturama mogu zadovoljiti zahtjeve sekundarnog namotavanja (dvostruka spiralna nit) ili višestrukog namotavanja i savijanja;

⑧ Dobra duktilnost pri visokim temperaturama (tj. duktilnost nakon sekundarne rekristalizacije). Tijekom postupka uklanjanja žice jezgre, transporta i ugradnje cijevi, ona mora biti izložena vibracijama i udarcima, a filament slabe duktilnosti će biti uništen. Gotov filament treba koristiti na visokoj temperaturi, a filament treba održavati u potrebnom obliku tijekom uporabe;

④Dobre su performanse protiv propadanja na visokim temperaturama. Budući da većina filamenta postoji u spiralnom obliku, filament je dulji i ima određenu kvalitetu. Kako bi nagib ostao nepromijenjen tijekom uporabe, ključna je otpornost na pad na visokim temperaturama.

• Koristi se kao električni kontaktni materijal

Mnogi kontaktni materijali obično se koriste u električnim prekidačima, kao što su kontakti automobilskih sirena i kontakti za paljenje, kontakti regulatora napona, telefonski kontakti, različiti električni kontakti prekidača, itd. Prilikom rada, svaki par kontakata ima karakteristike međusobnog trenja, korozije iskre i visokofrekventni kontakt. Stoga kontaktni materijal treba ispunjavati sljedeće zahtjeve: ①Kontaktni otpor materijala je mali, ②Volt-amperska karakteristika luka je mala, ⑧Stopa erozije urona je mala.

Metali koji se mogu koristiti kao kontaktni materijali su: bakar, srebro, platina, rodij, iridij, volfram, molibden, renij, legura volfram-bakar, legura volfram-srebro, legura volfram-brada i legura visoke specifične težine. Volfram, molibden, renij i njihove legure naširoko se koriste u kontaktima automobilskih sirena i kontaktima za paljenje. Upotreba legure volfram-renij kao kontaktnog materijala još uvijek je proizvod razvijen posljednjih godina. Može se usporediti s kontaktima od platine, iridija, rodija i drugih plemenitih metala.

• Koristi se kao materijal za termoelemente

Žice od legure volfram-renija različitih sastava mogu se upariti u termoparove volfram-renij. Volfram-renij termoparovi koji se široko koriste u industrijskoj praksi uključuju: W/W-26Re dopirane, W-3Re/W-25Re, W-5Re/W{{7 }}Re i W-5Re/W-26Re i drugi volfram-renij termoparovi. Imaju visoku vrijednost termoelektričnog potencijala i visoku osjetljivost, odnos korespondencije termoelektrični potencijal - temperatura je dobra linearnost, visoka temperatura mjerenja (do 2800 stupnjeva), visoka preciznost (dopušteno odstupanje je ±{{ 17}}.25 posto t, ±0,5 posto t i ±0,5 posto t i ± 1 posto t i ostala tri).

Volfram-renij termoparovi uglavnom se koriste za mjerenje temperature u vakuumu, redukcijskoj atmosferi i inertnoj atmosferi za mjerenje temperature i polje visokih temperatura. Poduzimanje nekih posebnih antioksidacijskih mjera u oksidirajućoj atmosferi može zamijeniti termoelement platina-rodij za mjerenje temperature. Cijena volfram-renij termoelementa je 12 do 18 puta niža od cijene pojedinačnog platina-germanijevog termopara. Mjerenje temperature termoelementom volfram-renij umjesto termoelementom platina-rodij ima očitu ekonomsku korist i ljudi mu posvećuju sve više pažnje.

• Ostale aplikacije

(1) Visokotemperaturni strukturni materijali

Volfram-renijeve legure koje se koriste u zrakoplovnim vozilima uključuju: toplinske štitove, periferne dijelove raketnih mlaznica, konusne dijelove, premaze za motore ili dijelove motora. Spremnici od legure volframa i renija i materijali za lončiće zagrijani na 2000 stupnjeva bez reakcije za pročišćavanje urana. Volfram-renijeve legure koriste se za grijaće elemente i toplinske štitove visokotemperaturnih peći, lončiće za isparavanje metala visoke čistoće, te opruge, vijke, matice, potporne šipke i klipnjače u visokotemperaturnim poljima, koji imaju dobru plastičnost.

(2) Materijali otporni na habanje

Budući da legura volfram-renija ima visoku tvrdoću, visoku čvrstoću, dobru otpornost na habanje i otpornost na koroziju, može se koristiti za izradu tiskarskih igala pisača, a njezin životni vijek može doseći 100 milijuna puta. Osim toga, također može izraditi šiljke, čekiće za središte gravitacije i dijelove otporne na habanje instrumenata za mjerenje i kartiranje.

(3) Materijal elektrode

Šipke od legure volframa i renija koje sadrže raspršene čestice torijevog oksida, cirkonijevog i cerijevog oksida koriste se za elektrode strojeva za argonsko zavarivanje i nepotrošne elektrode za taljenje u elektrolučnim pećima. Otporan je na visoke temperature i ablaciju te ima dug vijek trajanja.

Proces brizganja metala

Sustavi detekcije