Radiator ze stopu wolframu i renu

Opis produktu

Stop renu wolframu

Stop wzmocniony roztworem stałym, składający się z pierwiastka wolframu i pierwiastka renu.

Stop wolframu z renem jest stopem wzmocnionym roztworem stałym, składającym się z pierwiastka wolframu i pierwiastka renu. Powszechnie stosowana zawartość renu (ułamek masowy, procent) w stopie wynosi 3, 5, 10, 25 i 26. Dzieli się na stop W-Re o niskiej zawartości (Re mniejszy lub równy 5 procent) i stop W-Re o wysokiej zawartości ( Re Większy lub równy 15 procent ).

Rysunek 1

Stop wolframu z renem jest stopem wzmocnionym roztworem stałym, składającym się z pierwiastka wolframu i pierwiastka renu. Powszechnie stosowana zawartość renu (ułamek masowy, procent) w stopie wynosi 3, 5, 10, 25 i 26. Dzieli się na stop W-Re o niskiej zawartości (Re mniejszy lub równy 5 procent) i stop W-Re o wysokiej zawartości ( Re Większy lub równy 15 procent ). Gdy zawartość Re w stopie przekroczy 26 procent, stop W-Re wytrąci kruchą fazę σ.

Ze względu na sposób przygotowania, sposób wzmacniania oraz wybrane surowce na bazie wolframu klasyfikację stopów wolframu z renem przedstawiono na rysunku 1.

Głównymi materiałami do obróbki stopu wolframu i renu są drut i blacha. Jedwab stanowi zdecydowaną większość. Stosowany głównie jako materiały konstrukcyjne o wysokiej temperaturze.

Stop wolframu z renem ma lepsze właściwości mechaniczne i ciągliwość niż czysty wolfram i ma wysoką rezystywność, dzięki czemu ma lepszą przetwarzalność i spawalność. Stop wolframu z renem zawierający 3 procent renu może być stosowany jako metal rdzenia żarnika lampy elektronowej, drutu siatkowego i katody do bezpośredniego ogrzewania. Stop wolframowo-renowy zawierający tor, czyli torowany stop wolframowo-renowy, jest stosowany jako katoda bezpośredniego ogrzewania dużej rury startowej, a jego wydajność jest lepsza niż w przypadku torowanej katody wolframowej i nie jest łatwa do odkształcenia w wysokiej temperaturze. the

Złom stopu wolframu z renem to głównie stop wolframu z renem, a także stop molibdenu z renem. Metody odzyskiwania renu z odpadowego stopu wolframu z renem obejmują metodę biogenezy oksydacyjnej oraz metodę rozkładu topienia saletry-wymiany jonowej.

Proces produkcji

Rysunek 2

Istnieją dwie metody wytwarzania stopu wolframu z renem: metalurgia proszków i wytapianie. Proces produkcyjny przedstawiono na rysunku 2. W rzeczywistej produkcji dominuje metoda metalurgii proszków. Prasowanie izostatyczne i spiekanie z nagrzewaniem indukcyjnym o średniej częstotliwości pozwala uzyskać półfabrykaty ze stopu wysokiej jakości o najlepszej jednorodności i konsystencji.

Przygotowanie proszku renu wolframu

Rysunek 3

Sposób przygotowania proszku stopu wolframowo-renowego jest kluczem do jednorodności składu stopu. Porównanie różnych metod obróbki wstępnej przedstawiono na rysunku 3.

Przygotowanie kęsów

Wypraskę stopową można wytwarzać przez formowanie stali lub prasowanie izostatyczne na zimno, a wypraskę spieka się w gęsty wlewek o gęstości względnej od 85 do 95 procent w pionowym piecu do topienia z przepuszczaniem wodoru, przepuszczającym wodór piecu o pośredniej częstotliwości lub piec oporowy przepuszczający wodór. Istnieją również wlewki wykonane metodą prasowania izostatycznego na gorąco.

Przetwarzanie

Rysunek 4

Spiekane wlewki są przetwarzane na różne rodzaje przetwarzanych materiałów, takich jak pręty, druty, płyty, folie i taśmy, różnymi metodami przetwarzania (kucie obrotowe, walcowanie, ciągnienie itp.). Skład stopu wolframu i renu o dobrej wydajności przetwarzania to W-(18 ~ 26) Re. Zalecana optymalna temperatura kucia do obróbki stopów wynosi 1500 stopni, a temperatura wyżarzania 1600 ~ 1800 stopni. Dla stopów o zawartości Re > 26 procent dopuszczalna zawartość fazy sigma jest ograniczona. Chociaż wytrącanie tej drugiej fazy prowadzi do wzmocnienia materiału, jego przetwarzalność jest nadal bardzo dobra. Stopy z zawartością Re<18% can be processed smoothly, but require a higher initial processing temperature.

Drut jest głównym materiałem do obróbki stopu w-Re. Gatunki drutu wolframowo-renowego w moim kraju są klasyfikowane według różnych właściwości, a skład chemiczny pokazano na rysunku 4.

Rysunek 5

Metoda wzmacniania kompozytów jest skuteczną metodą dalszej poprawy właściwości mechanicznych stopów W-Re w wysokich temperaturach. Dodawanie cząstek Hfc lub dodawanie cząstek ThO2 do stopu jest najczęstszą metodą kompozytową, a przygotowane układy stopowe obejmują układ W-He-Hf-C i W-He-ThO₂system. Rozkład cząstek w stopie zmienia się w sposób ciągły wraz z procesem przetwarzania. Rysunek 6 atlas (a) przedstawia mikrostrukturę zmiany rozkładu cząstek Hfc w pręcie ze stopu W-24.5Re-2Hfc. Po prasowaniu izostatycznym na gorąco (pręt ∅ 41mm) gęstość względna stopu osiąga 99%, a cząstki w zwartej strukturze są rozmieszczone w granicach ziaren i ziarnach (jak pokazano na rysunku 6 (a)), a następnie w gorącym proces kształtowania W przypadku Hfc, gdy stopień odkształcenia osiągnie 62%, w strukturze pojawia się faza σ, a cząsteczki Hfc koncentrują się na granicy ziaren (rysunek 6, atlas (b)). Poprawę właściwości mechanicznych stopu w wysokich temperaturach pokazano na rysunku 6 (c). Rysunek 6 Atlas (d) i (e) to porównanie mikrostruktury stopu W-Re, W-Re-ThO₂ stop i stop W-Re-Hfc po wyżarzaniu 2500K. Można zauważyć, że różne Morfologia przedstawiona przez dodanie cząstek nie jest taka sama.

Wydajność

Stop wolframu z renem ma szereg doskonałych właściwości, takich jak wysoka temperatura topnienia, wysoka wytrzymałość, wysoka twardość, wysoka plastyczność, wysoka temperatura rekrystalizacji, wysoka rezystywność, wysoka wartość potencjału termoelektrycznego, niska prężność par, niska funkcja pracy elektronów i niskie wydłużenie Kruche temperatura przejścia. Właściwości typowych stopów wolframu z renem pokazano na rysunku 7 (a) po prawej stronie. Na prawym rysunku rysunku 7 widać, że temperatura rekrystalizacji domieszkowanego renu jest znacznie wyższa niż czystego renu wolframowego.

Rysunek 7

Właściwości wytrzymałościowe na rozciąganie w wysokiej temperaturze kilku stopów wolframu i renu pokazano na rysunku 7 (b) po prawej stronie. Na rysunku 7 widać, że właściwości wytrzymałościowe tych stopów na rozciąganie są znacznie wyższe niż w przypadku czystego wolframu w temperaturze około 1500 stopni. Przykład dodawania Hfc w celu poprawy właściwości mechanicznych stopu wolframu i renu w wysokich temperaturach pokazano na rysunku 7 (c) w sekcji dotyczącej mikrostruktury powyżej.

Aplikacja

Zarówno wolfram, jak i ren to metale ogniotrwałe, które są szeroko stosowane w zastosowaniach wysokotemperaturowych. Ale mają też wady, czysty wolfram jest kruchy, a temperatura rekrystalizacji jest bardzo niska; czysty ren ma słabą wydajność przetwarzania i jest drogi. Tak, że ich zakres zastosowania jest mocno ograniczony. Wolfram i ren są przetwarzane na stopy wolframu i renu z różnymi składnikami. Stopy te przezwyciężają wady czystego wolframu i czystego renu i mają wiele doskonałych właściwości, takich jak wysoka temperatura topnienia, wysoka wytrzymałość, wysoka twardość, wysoka plastyczność, wysoka rezystywność i wysoka temperatura rekrystalizacji, wysoka wartość potencjału termoelektrycznego, niska prężność pary, niska funkcja pracy elektronów i niska temperatura przejścia plastycznego w kruchość itp. Jednocześnie mają również doskonałą odporność na reakcję „cyklu wodnego”, a cena jest o 75 ~ niższa niż czysty ren 95 procent.

Dlatego stopy wolframu i renu są szeroko stosowane w technologii elektronicznej, kontroli termicznej, nowoczesnej technologii jądrowej i technologii lotniczej, pomiarach temperatury, oprzyrządowaniu, urządzeniach elektrycznych i innych najnowocześniejszych działach nauki i technologii. W szczególności drut ze stopu wolframu i renu jest dopasowany do termopary, która ma wysoki potencjał termoelektryczny i czułość oraz ma szeroki zakres pomiaru temperatury, szybką reakcję i dobrą odporność na korozję. Jest to dobry materiał termoczuły w dziedzinie pomiaru temperatury. Ponieważ termopary wolframowo-renowe zastępują termopary platynowo-rodowe, jest to ogólna tendencja.

• Zastosowanie w technologii elektrycznej próżni

Główne wymagania eksploatacyjne dla lamp elektronowych, kineskopów i żarników żarówek to:

① Dobra ciągliwość w niskiej temperaturze (czyli dobra plastyczność jednorazowego uzwojenia drutu). Przetworzone włókno jest nawijane, składane lub skręcane w włókna o różnych kształtach i rozmiarach, które muszą mieć dobrą izolację między sobą, niską temperaturę przejścia plastycznego w kruchość, dobrą jednorodność i konsystencję;

② Wyżarzanie w niskiej temperaturze ma dobrą ciągliwość (to znaczy dobrą plastyczność uzwojenia wtórnego). Części żarnika po uzwojeniu pierwotnym muszą zostać wyżarzone, aby ustalić kształt i rozmiar części. Generalnie wyżarzanie prowadzi się w zakresie temperatur pierwotnej rekrystalizacji drutu. Tylko druty o dobrej plastyczności przy wyżarzaniu w niskich temperaturach mogą spełniać wymagania uzwojenia wtórnego (włókno z podwójną spiralą) lub wielokrotnego nawijania i składania;

⑧ Dobra plastyczność w wysokich temperaturach (czyli plastyczność po wtórnej rekrystalizacji). Podczas procesu usuwania drutu rdzeniowego, transportu i instalacji tuby musi ona być poddawana wibracjom i uderzeniom, a filament o słabej ciągliwości ulegnie zniszczeniu. Gotowy filament powinien być używany w wysokiej temperaturze, a filament powinien być utrzymywany w wymaganym kształcie podczas użytkowania;

④Odporność na zwiotczenie w wysokiej temperaturze jest dobra. Ponieważ większość włókna występuje w kształcie spirali, włókno jest dłuższe i ma określoną jakość. Aby zachować tonację niezmienioną podczas użytkowania, kluczem jest odporność na ugięcia w wysokiej temperaturze.

• Stosowany jako materiał do styków elektrycznych

W przełącznikach elektrycznych powszechnie stosuje się wiele materiałów kontaktowych, takich jak styki klaksonu samochodowego i styki zapłonowe, styki regulatora napięcia, styki telefoniczne, różne styki przełączników elektrycznych itp. Podczas pracy każda para styków ma cechy wzajemnego tarcia, korozji iskrowej i Kontakt o wysokiej częstotliwości. Dlatego materiał styku powinien spełniać następujące wymagania: ① Rezystancja styku materiału jest mała, ② Charakterystyka woltowo-amperowa łuku jest mała, ⑧ Szybkość opadania erozji jest mała.

Metale, które można stosować jako materiały kontaktowe to: miedź, srebro, platyna, rod, iryd, wolfram, molibden, ren, stop wolframu z miedzią, stop wolframu ze srebrem, stop wolframu z chinem i stop o wysokim ciężarze właściwym. Wolfram, molibden, ren i ich stopy są szeroko stosowane w samochodowych stykach klaksonu i stykach zapłonowych. Zastosowanie stopu wolframu z renem jako materiału stykowego jest wciąż produktem rozwijanym w ostatnich latach. Można go porównać do styków z platyny, irydu, rodu i innych metali szlachetnych.

• Stosowany jako materiał termopary

Druty ze stopu wolframu i renu o różnym składzie można łączyć w termopary wolframowo-renowe. Termopary wolframowo-renowe szeroko stosowane w praktyce przemysłowej obejmują: W/W-26Redomieszkowane, W-3Re/W-25Re, W-5Re/W{{7 }}Re i W-5Re/W-26Re i inne termopary wolframowo-renowe . Charakteryzują się wysoką wartością potencjału termoelektrycznego i dużą czułością, zależność potencjału termoelektrycznego od temperatury to dobra liniowość, wysoka temperatura pomiaru (do 2800 stopni), wysoka precyzja (dopuszczalna odchyłka wynosi ±{{ 17}},25% t, ±0,5% t i ±0,5% t oraz ±1% t i pozostałe trzy).

Termopary wolframowo-renowe są stosowane głównie do pomiaru temperatury w próżni, atmosferze redukującej i atmosferze obojętnej do pomiaru temperatury i pola wysokotemperaturowego. Podjęcie pewnych specjalnych środków przeciwutleniających w atmosferze utleniającej może zastąpić termoparę platynowo-rodową do pomiaru temperatury. Cena termopary wolframowo-renowej jest od 12 do 18 razy niższa niż pojedynczej termopary platynowo-germanowej. Pomiar temperatury termopary wolframowo-renowej zamiast termopary platynowo-rodowej ma oczywiste korzyści ekonomiczne i ludzie poświęcają jej coraz więcej uwagi.

• Inne aplikacje

(1) Wysokotemperaturowe materiały konstrukcyjne

Stopy wolframu i renu stosowane w pojazdach kosmicznych to m.in.: osłony termiczne, części obwodowe dysz rakietowych, części stożków, powłoki silników czy części silników. Pojemniki ze stopu wolframu i renu oraz materiały tygla podgrzane do 2000 stopni bez reakcji w celu rafinacji uranu. Stopy wolframu i renu są stosowane do elementów grzejnych i osłon termicznych pieców wysokotemperaturowych, tygli do odparowywania metali o wysokiej czystości oraz sprężyn, śrub, nakrętek, prętów nośnych i korbowodów w polach o wysokiej temperaturze, które mają dobrą plastyczność.

(2) Materiały odporne na zużycie

Ponieważ stop wolframu i renu ma wysoką twardość, wysoką wytrzymałość, dobrą odporność na zużycie i korozję, może być używany do produkcji igieł drukarskich drukarek, a jego żywotność może osiągnąć 100 milionów razy. Ponadto może również wytwarzać stalówki, młotki środka ciężkości i odporne na zużycie części instrumentów geodezyjnych i kartograficznych.

(3) Materiał elektrody

Pręty ze stopu wolframu i renu zawierające rozproszone cząstki tlenku toru, tlenku cyrkonu i tlenku ceru są stosowane na elektrody spawarek łukowych argonu oraz elektrody topliwe do nietopliwych elektrycznych pieców łukowych. Jest odporny na wysoką temperaturę i ablację oraz ma długą żywotność.

Proces formowania wtryskowego metali

Systemy wykrywania