Металлургия тугоплавких Ме
Вопрос №27. Металлургия тугоплавких Ме. Общие сведения о тугоплавких Ме и сплавах
Жаростойкими считаются в-ва не претерпевающие поверхностных разрушений в атмосфере при t до 550 0С. Жаропрочные стали и сплавы должны выдерживать значительные мех. нагрузки нагретые выше 600 0С. Тугоплавкие Ме относятся к переходным элементам у кот. d-орбитали заполнены менее чем наполовину. Добавки этих элементов в малых кол-вах улучшают св-ва сплавов Fe преимущественно вследствие изменения размера зерна, интервала отпуска и закалки. Тугоплавкие Ме сами по себе жаростойкие и жаропрочные и очень твердые, а при наличии малого кол-ва примеси O2, C, N2 весьма пластичны. Карбиды тугоплавких Ме отличаются высокой t(пл), а по твердости иногда близки к алмазу. Спеченные сплавы из карбидов получают методами порошковой металлургии. Из них делают фрезы, буровые коронки, валки прокатных станов. Наиболее тугоплавкие карбиды гафния и тантала 3880 0С, а наиболее тугоплавким Ме явл. W (3410 0С). В промышленности наибольшее применение нашли Ti, W, Mo. Ti получен в 1910г, а в 1950-х после достаточной очистки оказался пластичным, при этом главным требованием явл. сод. O2<0,15%, N2<0,05%. Его св-ва из сплавов зависят от полиморфной модификации: ГПУ или кубической. В самолетостроении ценятся его удельная прочность, а у сплавов на его основе легированных Cr, W, Mo, Se почти нет соперников. Некоторые алюминиевые, магниевые, титановые сплавы исп. в авиации и не снижают свои характеристики даже при 430 0С. В ракетостроении из сплавов Ti делают баллоны для хранения сжатого H2, корпусы ракет, детали двигателей, а также исп. для обшивок подводных лодок, в хим. промышленности, незаменим как антикоррозионный Ме.
В черной металлургии ферротитан исп. как раскислитель. Чистый Ti редко исп. в электротехнике. Двуокись Ti – порошок необходимый для изготовления эмалей, красок.
W был открыт в 1781г Шееле. Исп. для получения быстрорежущих сталей. Они сод. 8-20% W, 1-5% Co, 2-7% Cr, 2,5% V. Быстрорезы сохраняют твердость до 750 0С. Для нитей ламп исп. чистый W. Спеченные сплавы порошков W и Cu износоустойчивы и достаточно электропроводны. Стилиты, сод. 3-5% W, 25-35% Cr, 45-65% Co, 0,5-3% C наплавляют на режущие части штампов, лопастей турбин, ковши экскаваторов.
Мо, минералом кот. явл. молибдений, по внешнему виду и мягкости путали с графитом. Мо был открыт Шееле. Исп. для легирования сталей и получения жаростойких сплавов. Чистый Мо служит конструкционным материалом ядерных реакторов, а также для лопаток турбин, деталей реактивных двигателей.