標籤:熔點

一般指熔點高於1650℃並有一定儲量的金屬(鎢、鉭、鉬、鈮、鉿、鉻、釩、鋯和鈦),也有將熔點高於鋯熔點(1852℃)的金屬稱為難熔金屬。以這些金屬為基體,添加其他元素形成的合金稱為難熔金屬合金。製造耐1093℃(2000°F)以上高溫的結構材料所使用的難熔金屬主要是鎢、鉬、鉭和鈮。在難熔金屬合金中鉬合金是最早用作結構材料的合金,Mo-0.5Ti-0.1Zr-0.02C合金具有良好的高溫強度和低溫塑性,在工業上廣泛應用。鈮合金的出現遲於鉬合金,但發展很快,已有30餘種牌號。航天工業中使用的主要是中強合金和低強高塑性的鈮合金。

1性質

低溫脆性
塑性-脆性轉變溫度(以下簡稱轉變溫度)是衡量難熔金屬及其合金低溫塑性的重要參數(特別是鎢和鉬)。在難熔金屬中,鉭具有最好的塑性和最低的轉變溫度(-196℃以下)。鈮塑性較鉭差,但優於鉬和鎢。鎢的室溫塑性最差,轉變溫度最高。鉬的轉變溫度在室溫上下。溫度對鎢、鉭、鉬、鈮的塑性的影響見圖。轉變溫度同材料受力狀態和形變速度有關,也同材料的組織結構和表面狀態有關。添加某些元素(特別是錸),以及進行較大量的塑性加工是改善鎢和鉬低溫脆性的有效途徑。間隙元素對難熔金屬的轉變溫度有嚴重影響。
坯錠
多孔、彌散、摻雜、高比重材料和許多直接成形的難熔金屬及其合金零件是採用粉末冶金工藝製備的。要求提純的鉭和鈮合金以及部分鉬和鉬合金是採用電子束或自耗電弧熔煉工藝。坯錠製備工藝的選擇不僅取決於成本和設備條件,而且取決於其後製造工藝和最終性能的要求。採用化學氣相沉積和等離子噴塗工藝也可生產某些鎢製品。
定向凝固技術
近年來,定向凝固技術用於熔鑄難熔金屬間複合材料,這些複合材料具有替代航空發動機中渦輪機最熱部件材料-Ni基超合金的潛力。它們由一種Nb 基固溶體(保證室溫韌性)和Nb的硅化物,如Nb3Si和Nb5Si3(保證高溫強度)組成,其中加入一些其它合金元素用以改善抗氧化性或改變硅化物的類型。這些複合材料已採用許多方法製備,如物理氣相沉積、箔層壓制加工和電弧熔煉等。但是,最有前途的方法之一是定向凝固,因為它給材料中相分佈提供了較大的控制空間並可製備粗錠。
粉末冶金技術
粉末技術是製備難熔金屬大型件的常規技術。首先將材料壓製成型,然後垂熔燒結預型件。燒結后材料可進行常規熱機械加工。在白熾燈行業用無撓度鎢燈絲壓制和燒結工藝的深度研究中,燒結過程也調整材料的成分,以確保鉀的含量需求,從而獲得無撓度行為。目前,大多數難熔金屬合金的研究都採用粉末方法。
熱機械加工技術及電子背散射衍射分析技術難熔金屬常規的熱機械加工技術包括軋制、鍛造、模鍛和拉拔。鉭由於塑性好,在室溫下就可加工,而鉬和鎢,尤其是鎢必須在高溫下加工,以免開裂。
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