Меню
Главная
Случайная статья
Настройки
|
Тяжёлые сплавы — это сплавы на основе вольфрама с высокой плотностью, которая составляет не менее 16,5 г/см3. Тяжёлые сплавы получают только методами порошковой металлургии.
Содержание
Состав
Основой тяжёлых сплавов является вольфрам, содержание которого может составлять от 76% до 97%. Помимо вольфрама в состав сплавов обычно входят никель, железо и медь, но также могут входить и другие металлы — (молибден, кобальт, хром, серебро). Наибольшее распространение нашли тяжёлые сплавы марок ВНЖ (вольфрамникельжелезо) и ВНМ (вольфрамникельмедь) [1][2].
| Марка сплава
|
Плотность г/см3
|
Состав, масс. %
|
| W
|
Ni
|
Cu
|
Fe
|
| ВНЖ 7-3
|
17,0
|
90
|
7
|
—
|
3
|
| ВНЖ 5-5 (деформированный)
|
17,1
|
90
|
5
|
—
|
5
|
| ВНЖ 3,5-1,5
|
17,7
|
95
|
3,5
|
—
|
1,5
|
| ВНМ 2-1
|
18,1
|
97
|
2
|
1
|
—
|
| ВНМ 3-2
|
17,3
|
95
|
3
|
2
|
—
|
| ВНМ 5-3
|
16,8
|
92
|
5
|
3
|
—
|
| ВНМ 6-4
|
17,1
|
90
|
6
|
4
|
—
|
Технология получения
Технология получения тяжёлых сплавов основана на методах порошковой металлургии. Методы литья не могут быть применены в связи с большой разницей температур плавления и плотности используемых металлов.
Получение тяжёлых сплавов пропиткой пористого вольфрамового каркаса расплавленными металлами основано на затекании в поры жидкой фазы под действием капиллярных сил и образованием беспористого сплава. Пористый каркас получают прессованием и низкотемпературным спеканием вольфрамового порошка.
Помимо получения тяжёлых сплавов пропиткой, может быть использовано жидкофазное спекание прессовок. В этом случае порошки исходных металлов прессуют под давлением 100200 МПа и спекают в среде водорода. В зависимости от марки сплава температура спекания составляет 14001500 °C для ВНМ и 14501550 °C для ВНЖ[3]. В свою очередь этот способ может быть заменен на горячее прессование, который одновременно совмещает процесс прессования и спекания[2].
Полученные сплавы имеют двухфазную структуру, которая состоит из зерен вольфрама округлой формы и связки, представляющая собой твердый раствор вольфрама в NiCu или в NiFe. Рост и образование зерен вольфрама округлой формы связано с процессами растворения-осаждения через жидкую фазу и коалесценцией частиц вольфрама[4].
Механические свойства
Тяжёлые сплавы характеризуются хорошей обрабатываемостью и могут быть подвергнуты термомеханической обработке. Твёрдость сплавов находится в пределах 2030 HRC для марок ВНЖ и 2430 HRC для марок ВНМ. В случае механико-термической обработки (обжатие на 2224% с последующим отжигом) сплава ВНЖ 7-3 твёрдость может составлять 3642 HRC. Предел прочности при растяжении составляет от 530 МПа до 1200 МПа, а относительное удлинение — 0,127%[2][5].
Применение
Высокая плотность тяжёлых сплавов позволяет им значительно поглощать -излучение. Так, при плотности сплава 16,5 г/см3 коэффициент поглощения в 1,5 раза выше, чем у свинца, поэтому из них изготавливают защитные экраны и контейнеры для хранения радиоактивных веществ[1]. Из тяжёлых сплавов изготавливают сердечники подкалиберных снарядов, маховики колес, противовесы, регуляторы центрифуг, электрические контакты, электроды для контактной сварки, балансиры, противовесы для элеронов самолета[2], инерционные грузы к часам с автозаводом[5]. Из сплавов марки ВНМ изготавливают роторы гироскопов и гирокомпасов, поскольку они не магнитны[4].
Примечания
- 1 2 Агте К., Вацек И. Вольфрам и молибден. — Энергия, 1964. — С. 347-351. — 455 с.
- 1 2 3 4
-
- 1 2
- 1 2
|
|