Dowiedz się o metalach ogniotrwałych

click fraud protection

Termin `` metal ogniotrwały '' jest używany do opisania grupy pierwiastków metalowych o wyjątkowo wysokich temperaturach topnienia i odpornych na zużycie, korozjai deformacja.

Zastosowania przemysłowe terminu metal ogniotrwały najczęściej odnoszą się do pięciu powszechnie stosowanych pierwiastków:

  • Molibden (Pon)
  • Niob (Nb)
  • Ren (Re)
  • Tantal (Ta)
  • Wolfram (W)

Jednak szersze definicje obejmowały również rzadziej używane metale:

  • Chrom (Cr)
  • Hafn (Hf)
  • Iridium (Ir)
  • Osm (Os)
  • Rod (Rh)
  • Ruten (Ru)
  • Tytan (Ti)
  • Wanad (V)
  • Cyrkon (Zr)

Charakterystyka

Cechą charakterystyczną metali ogniotrwałych jest ich odporność na ciepło. Wszystkie pięć przemysłowych metali ogniotrwałych ma temperaturę topnienia przekraczającą 2000 ° C (3632 ° F).

Wytrzymałość metali ogniotrwałych w wysokich temperaturach w połączeniu z ich twardością czyni je idealnymi do narzędzi do cięcia i wiercenia.

Metale ogniotrwałe są również bardzo odporne na szok termiczny, co oznacza, że ​​powtarzające się nagrzewanie i chłodzenie nie powoduje łatwo rozszerzalności, naprężeń i pęknięć.

instagram viewer

Wszystkie metale mają dużą gęstość (są ciężkie), a także dobre właściwości przewodzenia prądu i ciepła.

Inną ważną właściwością jest ich odporność na pełzanie, czyli skłonność metali do powolnego odkształcania się pod wpływem naprężeń.

Ze względu na zdolność do tworzenia warstwy ochronnej metale ogniotrwałe są również odporne na korozję, chociaż łatwo utleniają się w wysokich temperaturach.

Metale ogniotrwałe i metalurgia proszków

Ze względu na wysoką temperaturę topnienia i twardość metale ogniotrwałe są najczęściej przetwarzane w postaci proszku i nigdy nie są wytwarzane przez odlewanie.

Proszki metali są produkowane w określonych rozmiarach i formach, a następnie mieszane, aby uzyskać odpowiednią mieszankę właściwości, a następnie zagęszczane i spiekane.

Spiekanie polega na ogrzewaniu proszku metalu (w formie) przez długi czas. Pod wpływem ciepła cząsteczki proszku zaczynają się łączyć, tworząc solidny kawałek.

Spiekanie może wiązać metale w temperaturach niższych niż ich temperatura topnienia, co jest istotną zaletą podczas pracy z metalami ogniotrwałymi.

Proszki węglika

Jedno z najwcześniejszych zastosowań wielu metali ogniotrwałych pojawiło się na początku XX wieku wraz z rozwojem węglików spiekanych.

Widia, pierwszy dostępny na rynku węglik wolframu, został opracowany przez firmę Osram (Niemcy) i wprowadzony na rynek w 1926 roku. Doprowadziło to do dalszych testów z podobnie twardymi i odpornymi na ścieranie metalami, co ostatecznie doprowadziło do opracowania nowoczesnych węglików spiekanych.

Produkty z materiałów węglikowych często korzystają z mieszanin różnych proszków. Ten proces mieszania pozwala na wprowadzenie korzystnych właściwości z różnych metali, dzięki czemu uzyskuje się materiały lepsze od tego, co mógłby powstać z pojedynczego metalu. Na przykład, oryginalny proszek Widii zawierał 5-15% kobaltu.

Uwaga: Więcej informacji na temat właściwości metali ogniotrwałych można znaleźć w tabeli na dole strony.

Aplikacje

Ogniotrwałe stopy i węgliki na bazie metali są stosowane w praktycznie wszystkich głównych gałęziach przemysłu, w tym elektronika, lotnictwo, motoryzacja, chemia, górnictwo, technologia jądrowa, obróbka metali i protetyka.

Poniższa lista zastosowań końcowych metali ogniotrwałych została opracowana przez Stowarzyszenie Metali Ogniotrwałych:

Metal wolframowy

  • Żarniki żarowe, fluorescencyjne i samochodowe
  • Anody i cele do lamp rentgenowskich
  • Wsporniki półprzewodnikowe
  • Elektrody do spawania łukowego w osłonie gazów obojętnych
  • Katody o dużej pojemności
  • Elektrody ksenonowe to lampy
  • Samochodowe układy zapłonowe
  • Dysze rakietowe
  • Elektroniczne emitery lamp
  • Tygle do przetwarzania uranu
  • Elementy grzejne i osłony radiacyjne
  • Elementy stopowe w stalach i nadstopach
  • Wzmocnienie w kompozytach z metalową osnową
  • Katalizatory w procesach chemicznych i petrochemicznych
  • Smary

Molibden

  • Dodatki stopowe w żelazach, stalach, stalach nierdzewnych, stalach narzędziowych i superstopach na bazie niklu
  • Wrzeciona ściernic o wysokiej precyzji
  • Metalizacja natryskowa
  • Odlewanie umiera
  • Elementy silników rakietowych i rakietowych
  • Elektrody i mieszadełka w produkcji szkła
  • Elementy grzejne pieca elektrycznego, łodzie, osłony termiczne i wkładka tłumika
  • Pompy do rafinacji cynku, płuczki, zawory, mieszadła i studnie termopar
  • Produkcja prętów sterujących reaktorów jądrowych
  • Przełącz elektrody
  • Wsporniki i podkładki dla tranzystorów i prostowników
  • Żarniki i przewody wsporcze do reflektorów samochodowych
  • Pochłaniacze rur próżniowych
  • Spódnice, stożki i osłony termiczne rakiet
  • Elementy rakietowe
  • Nadprzewodniki
  • Sprzęt do procesów chemicznych
  • Osłony termiczne w wysokotemperaturowych piecach próżniowych
  • Dodatki stopowe w stopach żelaza i nadprzewodnikach

Spiekany węglik wolframu

  • Spiekany węglik wolframu
  • Narzędzia skrawające do obróbki metali
  • Sprzęt inżynierii jądrowej
  • Narzędzia górnicze i wiertnicze
  • Formowanie umiera
  • Rolki do formowania metalu
  • Prowadnice nici

Tungsten Heavy Metal

  • Tuleje
  • Gniazda zaworów
  • Ostrza do cięcia twardych i ściernych materiałów
  • Długopisy kulkowe
  • Piły i wiertarki murarskie
  • Heavy Metal
  • Osłony radiacyjne
  • Przeciwwagi lotnicze
  • Przeciwwagi zegarkowe z naciągiem automatycznym
  • Mechanizmy wyważania kamer lotniczych
  • Ciężarki wyważające łopat wirnika helikoptera
  • Złote wkładki do kija
  • Ciała do rzutek
  • Bezpieczniki uzbrojenia
  • Tłumienie drgań
  • Ordnance wojskowe
  • Śrut do strzelb

Tantal

  • Kondensatory elektrolityczne
  • Wymienniki ciepła
  • Grzejniki bagnetowe
  • Studnie termometru
  • Filamenty próżniowe
  • Sprzęt do procesów chemicznych
  • Elementy pieców wysokotemperaturowych
  • Tygle do obsługi ciekłego metalu i stopów
  • Narzędzia tnące
  • Elementy silników lotniczych
  • Implanty chirurgiczne
  • Dodatek stopowy w superstopach

Właściwości fizyczne metali ogniotrwałych

Rodzaj Jednostka Mo Ta Nb W Rh Zr
Typowa czystość handlowa 99.95% 99.9% 99.9% 99.95% 99.0% 99.0%
Gęstość cm / cm3 10.22 16.6 8.57 19.3 21.03 6.53
funty / cal2 0.369 0.60 0.310 0.697 0.760 0.236
Temperatura topnienia Celcius 2623 3017 2477 3422 3180 1852
° F 4753.4 5463 5463 6191.6 5756 3370
Temperatura wrzenia Celcius 4612 5425 4744 5644 5627 4377
° F 8355 9797 8571 10,211 10,160.6 7911
Typowa twardość DPH (Vickers) 230 200 130 310 -- 150
Przewodność cieplna (@ 20 ° C) cal / cm2/cm°C/sec -- 0.13 0.126 0.397 0.17 --
Współczynnik rozszerzalności cieplnej ° C x 10 -6 4.9 6.5 7.1 4.3 6.6 --
Rezystancja Micro-om-cm 5.7 13.5 14.1 5.5 19.1 40
Przewodnictwo elektryczne % IACS 34 13.9 13.2 31 9.3 --
Wytrzymałość na rozciąganie (KSI) Otaczający 120-200 35-70 30-50 100-500 200 --
500 ° C 35-85 25-45 20-40 100-300 134 --
1000 ° C 20-30 13-17 5-15 50-75 68 --
Minimalne wydłużenie (1 cal grubości) Otaczający 45 27 15 59 67 --
Moduł sprężystości 500 ° C 41 25 13 55 55
1000 ° C 39 22 11.5 50 -- --

Źródło: http://www.edfagan.com

instagram story viewer