Вольфрамові сплави
 
а б в г д е ж з и й к л м н о п р с т у ф х ц ч ш щ ъ ы ь э ю я
 

Вольфрамові сплави

Вольфрамові сплави, сплави на основі вольфраму. Для легування Ст с. застосовують метали (Мо, Re, Cu, Ni, Ag і ін.), оксиди (Tho 2 ), карбіди (TAC) і інші з'єднання, які вводять в W для підвищення його жароміцності, пластичності (при температурах до 500°С), оброблюваності, а також забезпечення необхідного комплексу фізичних властивостей. Ст с. отримують методами порошкової металургії або сплавом компонентів в дугових і електроннопроменевих печах. У промисловості застосовуються головним чином металокерамічні Ст с. По структурі розрізняють 3 групи Ст с.: сплави — тверді розчини, псевдосплави із з'єднаннями (штучні дисперсні системи, див.(дивися) Тугоплавкі метали ) і псевдосплави з металами.

  Основними Ст с. з однофазною структурою твердого розчину є сплави W з Мо (до 50%) і Re (до 30%). При додаванні Мо підвищується жароміцність і електроопір сплаву; крім того, в сплавів W — Мо термічний коефіцієнт розширення приблизно такий же, як в різних сортів тугоплавкого скла. Ці сплави легше обробляються в порівнянні з чистим W. Ст с. з 20—50% Мо застосовують в електровакуумних приладах для виготовлення нагрівачів, екранів і ін. Реній в твердому розчині на основі W істотно підвищує низькотемпературну пластичність і відповідно оброблюваність. Максимальною пластичністю володіють Ст с. з 20—28% Re. При подальшому збільшенні вмісту Re пластичність знов починає падати із-за виділення надлишкової σ-фазы. Окрім підвищеної пластичності, сплави W — Re відрізняються високою жароміцністю і великий термо-едс в парі з W і між собою. Не дивлячись на дефіцитність і дорожнечу Re, ці сплави в 50-х рр. почали використовуватися в електровакуумних приладах (сплави з 5—30% Re) і як термопарних матеріалів, призначених для роботи аж до 2500°С.

  Штучні дисперсні системи на основі W з 0,5—2% Tho 2 і 0,3—0,5% TAC відрізняються рекорд високими температурами рекристалізації (до 2000°С) і показниками жароміцності (при 2200°С — в 2—3 рази більшими, ніж в нелегованого W). Крім того, Tho 2 покращує емісійні характеристики сплаву. Ці сплави застосовують в електровакуумних приладах, а також для виготовлення деяких деталей двигунів ракет і літаків.

  Псевдосплави W з тими, що не розчиняються в нім Cu і Ag (що вводяться окремо або разом в кількості від 5 до 40%) мають гетерогенну структуру, що складається із зерен W, оточених прошарками Cu і Ag або їх сплаву. Ці матеріали поєднують високу твердість, жароміцність, зносостійкість, опір електроерозії, властиві W, з хорошою електро- і теплопровідністю Cu і Ag. З цих Ст с. виготовляють електроконтакти. Вольфрам, просочений Ag і Cu, застосовується і в інших областях (наприклад, як матеріал для сопел неохолоджуваних ракетних двигунів). Близьку до псевдосплавів W з Cu і Ag структуру мають так звані «важкі сплави» W з 3—10% Ni і 2—5% Cu. Їх щільність після спікання спресованих заготовок досягає 18 г/см 3 . «Важкі сплави» використовують як матеріали захисту від g-віпромінювання в радіотерапії і при виготовленні контейнерів для зберігання радіоактивних препаратів. Велика щільність «важких сплавів» дозволяє застосовувати їх і в інших областях — для виготовлення роторів гіроскопів, противаг для літаків і т.д.

  Плавлені Ст с., що призначаються для виробництва великогабаритних напівфабрикатів і виробів, що працюють при температурах зверху 1500°С, поки не випускаються в промислових масштабах із-за технологічних труднощів.

  Плавлені Ст, що розробляються і освоювані, с. є твердими розчинами, додатково зміцненими невеликою кількістю дисперсних часток карбідів (рідше за оксиди і борид). Як металеві добавки застосовують Мо, Ta, Re, Zr, Nb, Ti. Перші три вводяться в кількості декількох % і навіть десятків %, а останні — в десятих долях %. Граничну кількість легуючих елементів підбирають, виходячи з мінімально необхідної низькотемпературної пластичності. Перспективними Ст с., що поєднують високу жароміцність із задовільною низькотемпературною пластичністю, є сплави (добавки, що містять, в % ) : W+(1+10) Re+(1+10) Ta, W+25mo+0, l¸0,15Zr+0,05C, W+0,05¸2Nb+0,001¸0,02C. Подвійний сплав W з 15% Мо призначений для виготовлення лопаток реактивних двигунів.

  Літ.: Довідник по машинобудівних матеріалах, т. 2, М., 1959; Савіцкий Е. М., Бурханов Р. С. Металознавство тугоплавких металів і сплавів, М., 1967.

  Ст С. Золоторевський.