Карбид вольфрама. физические свойства, токсичность, применение

Содержание:

Вольфрам против карбида вольфрама  

Вольфрам — это элемент, а карбид вольфрама — неорганическое соединение, образованное им.

Вольфрам

Вольфрам, обозначенный символом W, является элементом переходного металла с атомным номером 74. Это элемент серебристо-белого цвета. Он принадлежит к шестой группе и шестому периоду периодической таблицы. Молекулярная масса вольфрама составляет 183,84 г / моль. Электронная конфигурация вольфрама 4f14 5d4 6 с2. Вольфрам имеет степень окисления от -2 до +6, но наиболее распространенная степень окисления +6. Вольфрам устойчив к реакциям кислорода, кислот и щелочей, когда он находится в больших количествах. Шеелит и вольфрамит — самые важные минералы вольфрама. Вольфрамовые рудники расположены в основном в Китае. Помимо этой шахты, некоторые из них есть в таких странах, как Россия, Австрия, Боливия, Перу и Португалия. Вольфрам более популярен для использования в качестве нити накала ламп. Очень высокая температура плавления (3410 ° C) вольфрама позволила использовать его в лампах. Фактически, у него самая высокая температура плавления из всех элементов. Его температура кипения также очень высока по сравнению с большинством других элементов. Это около 5660 ° C. Вольфрам также используется в электрических контактах и ​​электродах для дуговой сварки.

Карбид вольфрама

Карбид вольфрама — это соединение с формулой WC. Эта формула показывает, что вольфрам и углерод находятся в соединении в равных количествах. Его молярная масса составляет 195,86 г · моль.−1. Карбид вольфрама имеет серо-черный цвет и является твердым веществом. Это соединение имеет температуру плавления 2870 ° C и является одним из самых твердых карбидов. По шкале Мооса он имеет значение твердости около 8,5–9, что является чрезвычайно высоким значением. Один из способов получения карбида вольфрама — это взаимодействие вольфрама с углеродом при очень высокой температуре (1400–2000 ° C). Его также можно синтезировать с помощью запатентованного процесса с псевдоожиженным слоем, методом химического осаждения из паровой фазы и многими другими методами. Существует две формы карбида вольфрама в зависимости от их структурного устройства. Один тип — шестиугольная форма, другой — кубическая форма. Они известны как альфа- и бета-соединения соответственно. В гексагональной структуре с закрытой упаковкой и углерод, и вольфрам имеют координационное число 6. Здесь слои атомов вольфрама лежат непосредственно друг напротив друга, где атомы углерода заполняют половину пустот. Туалет является эффективным проводником электричества и тепла. По проводимости он находится в том же диапазоне, что и инструментальная сталь и углеродистая сталь. Он устойчив к нагреванию и окислению при очень низких температурах. Из-за износостойкости унитаза из него изготавливали фрезы для станков, ножи для сверл, пилы, фрезы, которые используются для металлообработки, деревообработки, горнодобывающей промышленности и строительства. Это также используется при изготовлении украшений. Твердость, долговечность и устойчивость к царапинам сделали его хорошим материалом для изготовления ювелирных изделий. Его также можно использовать в качестве катализатора для усиления химических реакций.

В чем разница между Вольфрам и карбид вольфрама?

• Карбид вольфрама — это неорганическое соединение, полученное с использованием чистого элемента, вольфрама.

• Вольфрам обозначается как W, а карбид вольфрама обозначается как WC.

• Карбид вольфрама тверже вольфрама.

• Карбид вольфрама более прочен и устойчив, чем вольфрам.

Процесс производства тугоплавкого вольфрама

Этот материал относят к редким металлам. Для него характерны сравнительно небольшие объёмы потребления и производства, а также в земной коре малая распространённость. Никакой из редких металлов не получают восстановлением из сырья. Изначально оно перерабатывается в соединение химическое. А ещё любая редкометаллическая руда перед переработкой подвергается дополнительному обогащению.

Выделяют три главные стадии для получения редкого металла:

  1. Разложение руды. Извлекаемый металл отделяется от основной массы перерабатываемого сырья. Он концентрируется в осадке или растворе.
  2. Получение химического чистого соединения. Его выделение и очистка.
  3. Из полученного соединения выделяют металл. Так получают чистые материалы без примесей.

В процессе получения вольфрама тоже есть несколько стадий. Исходное сырьё — шеелит и вольфрамит. Обычно в их составе содержится от 0,2 до 2% вольфрама.

  1. Обогащение руды производится при помощи электростатической или магнитной сепарации, флотации, гравитации. В итоге получают концентрат вольфрамовый, который содержит примерно 55−65% ангидрида вольфрама. Контролируется в них и наличие примесей: висмута, сурьмы, меди, олова, мышьяка, серы, фосфора.
  2. Получение вольфрамового ангидрида. Он является сырьём для изготовления вольфрама металлического или же его карбида. Для этого проводится ряд процедур, таких как: выщелачивание спёка и сплава, разложение концентратов, получение вольфрамовой технической кислоты и прочие. В результате этих действий должен получиться продукт, который будет содержать в себе 99,9% трехокиси вольфрама.
  3. Получение порошка. В виде порошка чистый металл может быть получен из ангидрида. Для этого проводится восстановление углеродом или водородом. Углеродное восстановление проводится реже, потому что ангидрид насыщается карбидами и это приводит к хрупкости металла и ухудшению обработки. При получении порошка применяют специальные методы, которые позволяют контролировать форму и размер зёрен, гранулометрический и химический составы.
  4. Получение вольфрама компактного. В основном он в виде слитков или штабиков является заготовкой для изготовления полуфабрикатов: ленты, прутков, проволоки и прочих.

Карбиды ниобия Nb2C и NbC

В таблице даны физические свойства карбидов ниобия Nb2C и NbC. Плотный карбид ниобия NbC имеет серовато-коричневый или бледно-лиловый металлический цвет. Порошок NbC имеет фиолетовый оттенок.

Карбиды ниобия при комнатной температуре химически инертны, обладают высокой химической стойкостью к действию кислот и их смесей даже в нагретом состоянии. Однако, они растворимы в смеси плавиковой и азотной кислоты.

При нагревании на воздухе NbC слегка обезуглероживается. До температуры 2500°С он устойчив в атмосфере азота. Температура активного окисления карбида ниобия составляет 900…1000°С. Область температурной устойчивости — до 3890°С. Он стоек в расплавах металлов (Cu, Al), имеет высокую твердость по шкале Мооса.

Физические свойства карбидов ниобия Nb2C и NbC
Свойства/карбид Nb2C NbC
Молекулярная масса 197,8 105
Тип решетки Гексагональная Кубическая
Плотность, кг/м3 7860 7560
Температура плавления, °С 2927 3480
Температура кипения, °С 4500
Твердость по шкале Мооса 9-10
Средний ТКЛР в интервале 20-1100°С, α·106, град-1 6,5
Удельная массовая теплоемкость при 20°С, Дж/(кг·град) 315 355
Молярная теплоемкость при 25°С, кДж/(кмоль·град) 30,36 37,35
Коэффициент теплопроводности при 20°С, Вт/(м·град) 19
Удельное электрическое сопротивление при 20°С, ρ·108, Ом·м 55 46
  1. Чиркин В. С. Теплофизические свойства материалов ядерной техники. М.: Атомиздат, 1967. — 474 с.
  2. Кржижановский Р. Е., Штерн З. Ю. Теплофизические свойства неметаллических материалов (карбиды). Справочник. Л.: Энергия, 1976. — 120 с.

Карбиды вольфрама

Твердые сплавы рассмотрим более подробно. Тугоплавкий металл может образовывать разные карбиды: полукарбид и монокарбид. Они отличаются способностью растворять в себе тугоплавкие металлы и взаимодействием с разными кислотами.

Вольфрам — металл имеющий разные карбиды

Также монокарбид уступает поликарбиду в устойчивости и твердости. А к преимуществам монокарбида можно отнести способность к образованию кристаллов в расплавленном вольфраме, что дает возможность использовать его в минералокерамических изделиях. Полукарбид обладает большей устойчивостью к температурам, легкостью внедрения в твердые растворы монокарбида с другими металлами (феррумом, кобальтом), повышенной износоустойчивостью.

Это интересно: Как правильно закалить нож в домашних условиях

Особенности методики Бринелля

Испытания на твердость металлов и сплавов с помощью твердомера Бринелля проводятся со следующими особенностями:

  1. Индентор – шарик из легированной стали или из карбидо-вольфрамового сплава диаметром 1, 2, 2,5, 5 или 10 мм (гост 3722-81).
  2. Продолжительность статического вдавливания: для чугуна и стали – 10-15 с., для цветных сплавов – 30, также возможна длительность в 60 с., а в некоторых случаях – 120 и 180 с.
  3. Граничное значение механического параметра: 450 НВ при измерении стальным шариком; 650 НВ при использовании твердосплава.
  4. Возможные нагрузки. С помощью входящих в комплект грузов корректируется фактическая сила деформации на испытуемый образец. Их минимальные допустимые значения: 153,2, 187,5, 250 Н; максимальные – 9807, 14710, 29420 Н (гост 23677-79).

С помощью формул, в зависимости от диаметра выбранного шарика и от испытуемого материала, можно вычислить соответствующее допустимое усилие вдавливания.

Математическое вычисление нагрузки

Сталь, сплавы никеля и титана

2,5D 2 , 5D 2 , 10D 2 , 15D 2

400HB10/1500/20, где 400HB – твердость металла по Бринеллю; 10 – диаметр шарика, 10 мм; 1500 – статическая нагрузка, 1500 кгс; 20 – период осуществления вдавливания, 20 с.

Для установления точных цифр рационально исследовать один и тот же образец в нескольких местах, а общий результат определять путем нахождения среднего значения из полученных.

Как подготовить покрытие заготовки карбида вольфрама?

Во многих случаях готовая деталь должна быть покрыта. Покрытие обеспечивает смазывающую способность и повышенную твердость и обеспечивает диффузионный барьер для подложки, который предотвращает окисление при воздействии высоких температур. Матрица карбида вольфрама имеет решающее значение для характеристик покрытия. В дополнение к основным характеристикам порошка настраиваемой матрицы поверхностные свойства подложки могут быть подобраны путем химического отбора и модификации процесса спекания. Благодаря движению кобальта более кобальт может быть обогащен самым наружным слоем поверхности лопасти толщиной 20-30 мкм относительно остальной части заготовки, тем самым придавая более хорошую ударную вязкость поверхностному слою подложки, имеет сильное сопротивление деформации.

Производители инструмента, основанные на собственных производственных процессах (такие как методы депарафинизации, скорости нагрева, время спекания, температуры и науглероживающие напряжения), могут предъявлять особые требования к классам используемого порошка карбида. Некоторые изготовители инструмента могут спекать заготовки в вакуумных печах, в то время как другие могут использовать спекающие печи с горячим изостатическим прессованием (HIP) (которые герметизируют заготовку в конце технологического цикла для устранения остатков). Pore). Заготовка, спеченная в вакуумной печи, также может быть подвергнута процессу горячего изостатического прессования для увеличения плотности заготовки. Некоторые производители инструмента могут использовать более высокие температуры спекания в вакууме для увеличения спеченной плотности смесей с более низким содержанием кобальта, но этот подход может сделать грубую микроструктуру.

Для поддержания мелкого размера зерна можно использовать порошок с меньшим размером частиц карбида вольфрама. Чтобы соответствовать конкретному производственному оборудованию, условия депарафинизации и науглероживающее напряжение также имеют разные требования к содержанию углерода в порошке карбида вольфрама.Все эти факторы оказывают решающее влияние на микроструктуру и свойства материала инструмента из карбида вольфрама, который спекается. Поэтому существует необходимость в тесной связи между производителем инструмента и поставщиком порошка, чтобы обеспечить его изготовление в соответствии с инструментом. Индивидуальный производственный процесс изготовленный на заказ порошок карбида вольфрама. Поэтому неудивительно, что существуют сотни различных марок карбидов. Например, ATI Alldyne производит более 600 различных марок порошков, каждый из которых специально разработан для предполагаемого пользователя и конкретного использования.

Наплавочные материалы на основе карбидов вольфрама.

Высокая износостойкость наплавленных композиционных сплавов с металлической матрицей, упрочненной карбидами вольфрама, обусловливает их широкое применение для защиты оборудования от различных видов интенсивного износа. Прежде всего это связано с уникальными свойствами армирующей фазы таких сплавов — карбидами вольфрама. Самый распространенный в промышленности монокарбид вольфрама WC со стехиометрией 6,13 % с. Он отличается высокой твердостью HV 2200, прочностью на сжатие 5…7 Гпа и модулем упругости 700 Гпа, при этом сохраняет механические свойства в широком диапазоне температур, стоек к фрикционной коррозии и способен образовывать прочную связь с металлами . 

Карбид вольфрама значительно тверже и работает намного лучше в условиях износа и коррозии при высоких ударных нагрузках, чем мартенсит, карбиды железа и хрома. Его широко используют при производстве ряда марок сталей, а в наплавке при производстве порошковых проволок, лент и электродов.

Кроме того, монокарбид WC — основной компонент спеченных твердых сплавов типа ВК, получаемых методом порошковой металлургии. Фирма  «C&M Technologies GmbH», изготавливают специальные металлокерамические частицы типа ВК-6 овальной формы для упрочнения бурового инструмента. Процесс получения таких материалов заключается в длительном смешивании мелких частиц карбида с кобальтовой или никелевой связкой, предварительном низкотемпературном спекании под давлением, а затем окончательном спекании при температуре 1350…1600 оС в вакууме или атмосфере водорода. При этом усадка и уплотнение при спекании практически исключают пористость.

Карбид вольфрама иногда смешивают с другими твердыми карбидами для повышения их свойств. Например, карбид титана и карбиды тантала или ниобия используют для повышения химической и тепловой стабильности, а также для сохранения высокотемпературной твердости.

Объемная доля и размер частиц карбида может меняться в зависимости от требований, а в последние годы наблюдается тенденция к применению нанокристаллических карбидных частиц, которые эффективно сказываются на повышении износостойкости сплавов. 

Сегодня наиболее распространенным материалом в качестве армирующей фазы для получения высокоизносостойких композиционных слоев является плавленый карбид вольфрама релит. Это эвтектический сплав моно- и полукарбида вольфрама WC+W2C с температурой плавления 2735 оС и микротвердостью в зависимости от производителя от HV 1000 до HV 2400.

Преимущественно литой карбид вольфрама используют в виде крупки, полученной в результате дробления слитков, выплавка которых осуществляется в печах сопротивления таммана при температуре 3100 оС. После рассева по фракциям полученный порошок используют для плазменно-порошковой индукционной или печной наплавки. Для ацетилено-кислородной наплавки длительное время использовали так называемый трубчато-зерновой релит, а в последние годы — ленточный.

Учитывая бурное развитие в последнее десятилетие процессов плазменно-порошковой наплавки важным фактором является сферическая форма частиц порошков, которая обеспечивает максимальную сыпучесть и соответственно стабильную работу дозирующих устройств. 

В свое время специалистами США и Канады была разработана индукционно-плазменная технология получения сферических частиц плавленого карбида вольфрама. Она заключается в оплавлении предварительно подготовленных дробленых зерен в процессе прохождения их через столб индукционной плазмы. В результате получают частицы сферической формы с сохраненным химическим составом. Во избежание потерь, обусловленных перегревом частиц и их последующим испарением, необходима тщательная оптимизация процессов плавления и сфероидизации, что влечет за собой создание дорогостоящих компьютерных программ.

Следует отметить, что уникальные свойства плавленых карбидов вольфрама далеко не исчерпаны. Работы по его совершенствованию путем легирования сплава элементами переходной группы металлов уже на начальной стадии исследований позволили получить гранулы с твердостью, превышающей HV 3000. Результаты данных работ будут представлены в последующих публикациях

Применение вольфрама

Большинство областей применения вольфрама используют такие его качества, как высокая температура плавления, плотность и пластичность. Вольфрам незаменим в следующих областях:

  • Чистый вольфрам, это единственный металл, который применяется в нитях накаливания осветительных ламп, радиолампах, кинескопах и прочих электровакуумных приборах;
  • В чистом виде и в составе сплавов используется при производстве сердечников подкалиберных бронебойных снарядов и пуль;
  • Высокая плотность вольфрама позволяет изготавливать роторы малогабаритных гироскопов ракетной техники и космических аппаратов;
  • Изготовление неплавящихся электродов при аргонно-дуговой сварке;
  • Устройства защиты от ионизирующих излучений из вольфрама эффективнее, чем традиционные свинцовые. Использование вольфрама экономически выгодно, несмотря на более высокую стоимость, чем у свинца. Это вызвано тем, что расход вольфрама при тождестве технических характеристик изделия намного меньше.
  • Изделия из вольфрама не нуждаются в защите от коррозии благодаря низкой химической активности при нормальных температурных условиях.

Сверла из вольфрама

Соединения вольфрама с углеродом более известны как «победит». Их высокая твердость используется в режущих напайках металлообрабатывающих инструментов — резцов, сверл, фрез. Инструменты с победитовыми напайками используются для обработки практически любых материалов, начиная от древесины, где почти не требуют периодической заточки, до любых пород камня. Для заточки победитовых инструментов требуются абразивы с самой высокой твердостью. В полной мере этому соответствуют алмазные и эльборовые абразивы имеющие самую высокую твердость среди всех известных.

Победитовые напайки крепятся к рабочим кромкам инструмента при помощи пайки медью. В качестве флюса используется бура.

Победит изготавливают порошковым методом, используя для скрепления кристаллом карбида вольфрама кобальт.

Примечания

  1. 123Косолапова Т. Я. Карбиды. — Металлургия, 1968. — С. 300.
  2. 1 2 3Третьяков В. И. Основы металловедения и технологии производства спеченных твердых сплавов. — Металлургия, 1976. — С. 24-268. — 528 с.
  3. Тот Л. Карбиды и нитриды переходных металлов. — Мир, 1974. — С. 21-23. — 296 с.
  4. Редкол.:Кнунянц И. Л. (гл. ред.). Химическая энциклопедия: в 5 т. — Москва: Советская энциклопедия, 1988. — Т. 1. — С. 420-421. — 623 с. — 100 000 экз.
  5. 12Самсонов Г. В. Физическое материаловедение карбидов. — Наукова думка, 1974. — С. 79-397. — 454 с.
  6. Киффер Р., Бенезовский Ф. Твердые сплавы. — Металлургия, 1971. — С. 47. — 392 с.
  7. 12Самсонов Г. В., Виницкий И. М. Тугоплавкие соединения (справочник). — Металлургия, 1976. — С. 560.
  8. Лидин Р. А., Молочко В. А., Андреева Л. Л. Химические свойства неорганических веществ. — Химия, 2000. — С. 330. — 480 с.
  9. Литера H (Hartkern) в обозначении германских боеприпасов ВМВ означает «с твёрдым металлокерамическим сердечником».
  10. Так 20-мм БПС марки DM43 при стрельбе из пушки MK 20 RH 202 (начальная скорость 1100 м/с) на дальности 1000 м способен пробить 35 мм стальной брони при угле соударения 0°, и лишь 8 мм брони при угле 60°. Jane’s Infantry Weapons 1996-97, 456.
  11. Дмитрий Сафин. [science.compulenta.ru/570052/ Представлен малозатратный способ электролитического получения водорода] (рус.). Компьюлента (15 октября 2010). — Подготовлено по материалам Wiley. Проверено 16 октября 2010.
  12. [www.nanorf.ru/events.aspx?cat_id=223&d_no=1389&print=1&back_url=%2fevents.aspx%3fcat_id%3d223%26d_no%3d1389 15.04.2009 Опасна ли для здоровья нанопыль карбида вольфрама?] Российский электронный наножурнал (нанотехнологии и их применение)
  13. [www.microelements.ru/W Вольфрам. W.]

Получение

Существует несколько методов получения рассматриваемого соединения.

Первый — углеродное насыщение вольфрама. В результате на поверхности вольфрамовых частиц образуется монокарбид. Из него диффундирует углерод, формируя слой полукарбидного состава.

Для данных работ применяют вольфрамовый порошок и сажу. Данные материалы смешивают в определенном соотношении, наполняют ими, утрамбовывая, емкости и ставят в печь. Во избежание окисления операцию производят в водородной среде, так как в результате взаимодействия данного элемента с углеродом при 1300°С формируется ацетилен. Рассматриваемая технология предполагает формирование карбида вольфрама преимущественно за счет углерода. Температурный режим определяется гранулометрическим составом порошка. Так, для мелкозернистого используется температурный интервал 1300 — 1350°С, для крупнозернистого — 1600°С. Длительность выдержки равна 1 — 2 ч. В завершении получается карбид вольфрама, представленный немного спекшимися блоками.

Вольфрам

Второй вариант — углеродное восстановление вольфрамового оксида с карбидизацией. Данный метод предполагает совмещение карбидизации и восстановления. Процесс идет в среде CO и водорода.

Кроме того, карбид вольфрама получают из газовой фазы путем осаждения. Такое производство предполагает разложение при 1000°С карбонила вольфрама.

Восстановление вольфрамовых соединений с карбидизацией. Данную операцию осуществляют путем нагрева в водородной среде смеси паравольфрамата аммония либо вольфрамового ангидрида и вольфрамовой кислоты при 850 — 1000°С.

Наконец, выращивают кристаллы данного соединения из расплава. При этом используют смесь из Co и 40% монокарбида. Ее расплавляют при 1600°С в тигле из оксида алюминия. После гомогенизации температуру постепенно (1 — 3°С/мин) снижают до 1500°С и выдерживают 12 ч. Далее материал охлаждают и в кипящей соляной кислоте растворяют матрицу.

Кроме того, большие монокристаллы (до 1 см) выращивают по методу Чохральского.

Тяжелые вольфрамовые сплавы

Вольфрам — самый тугоплавкий металл из известных человечеству. Он также имеет очень высокую плотность, одну из самых высоких среди металлов, что, в свою очередь, наделяет вольфрам отличными радиационно-защитными свойствами

Тугоплавкость и высокая плотность — эти два основных свойства и определили его чрезвычайную важность в современных технологиях и направления его использования

Но современные направления науки и техники порой требуют от тугоплавких металлов, и в частности, от вольфрама, такой совокупности свойств, которую вольфрам в чистом виде не силах обеспечить. К примеру, часто возникает необходимость изготовления деталей очень сложной формы. Вольфрам является довольно хрупким материалом при нормальных условиях, что делает его обработку затруднительной. Другой пример — высокая электропроводность при высоких температурах. Электропроводность вольфрама не сравнится с электропроводностью меди, но при высоких температурах медные контакты использовать просто невозможно.

Поэтому в таких случаях применяют так называемые тяжелые сплавы на основе вольфрама или просто вольфрамовые сплавы.Чаще всего это сплавы вольфрама с никелем, железом, медью или сразу с несколькими металлами. Содержание вольфрама, как правило, составляет от 90% до 98% по массе. Фактически, это не совсем сплавы, а так называемые псевдосплавы. Такое название они получили из-за особенностей технологии их производства. Дело в том, что входящие в состав вольфрамовых псевдосплавов компоненты имеют существенно различные физические свойства, главным образом, температуру плавления. Сделать из них сплав в привычном понимании почти невозможно, т.к. при температуре плавления вольфрама большинство металлов находятся в состоянии газов или летучих жидкостей. Поэтому псевдосплавы изготавливают методом порошковой металлургии. Порошки компонентов псевдосплава смешиваются, прессуются и спекаются в присутствии жидкой фазы более легкоплавких металлов и твердой фазы вольфрама. Медь, никель и железо служат связующим веществом для вольфрамовых зерен, что обеспечивает увеличение пластичности, обрабатываемости и электропроводности.

Марки вольфрамовых сплавов, получивших наибольшую популярность в России:

  • ВНЖ 7-3 (с содержанием 7% никеля и 3% железа)
  • ВНЖ-95 (с содержанием 3% никеля и 2% железа)
  • ВНЖ-97.5 (с содержанием 1.5% никеля и 1% железа)
  • ВНМ 5-3 (с содержанием 5% никеля и 3% меди)
  • ВНМ 3-2 (с содержанием 3% никеля и 2% меди)
  • ВНМ 2-1 (с содержанием 2% никеля и 1% меди)
  • ВД-20 (с содержанием 80% вольфрама и 20% меди)
  • ВД-25 (с содержанием 75% вольфрама и 25% меди)
  • ВД-30 (с содержанием 70% вольфрама и 30% меди)

Некоторые области применения вольфрамовых сплавов:

Главные области применения вольфрамовых сплавов определяются их свойствами. К примеру, одним из важнейших свойств вольфрамовых сплавов являются высокие показатели радиационной защиты, что главным образом определяется высокой плотностью этих сплавов (вольфрамовые сплавы более чем в 1,5 раза тяжелее свинца). Тяжелые вольфрамовые сплавы были признаны лучшим материалом для защиты от гамма-излучения, по сравнению с традиционными свинцом, сталью, чугуном и водой. Данное свойство обусловило широкое применение сплавов ВНЖ и ВНМ в следующих областях:

  • Емкости, контейнеры для хранения радиоактивных веществ
  • Детали приборов радиоактивного каротажа
  • Оборудование неразрушающего контроля
  • Дозиметрическое оборудование и радиационный контроль
  • Коллиматоры, защитные экраны и другие детали различного оборудования

Кроме этого, вольфрамовые сплавы широко применяются для изготовления различного рода утяжелителей, электрических контактов, а также комплектующих продукции оборонной промышленности.

Помимо вольфрамовых псевдосплавов, также получили распространение и сплавы на основе молибдена.

ООО «ЕРГАРДА» изготовит изделия любой сложности из вольфрамовых сплавов по Вашему заказу.

Свойства карбидов вольфрама

При высоких значениях температуры плавления, термостойкость карбидов вольфрама – достаточно низкая. Объясняется такое противоречие просто:  кристаллическая структура и WC, и  W2С – весьма жёсткая, поэтому термическое расширение практически отсутствует. С другой стороны карбид вольфрама обладает значительной теплопроводностью, причём для WC этот параметр с повышением температуры возрастает вдвое интенсивнее, чем у W2С.

Оптимальным диапазоном температур эксплуатации деталей, изготовленных из карбидов вольфрама, считается 200…3000С. С увеличением процентного содержания кобальта в твёрдых сплавах (до 20…25%) допустимые температуры эксплуатации возрастают до 700…8000С, превышая температуростойкость всех известных марок сталей (за исключением жаропрочных).

Карбиды вольфрама – соединения с хорошей электропроводностью, причём для WC этот показатель выше, чем у W2C, практически в 4 раза. Удельное электросопротивление карбидов вольфрама растёт при повышении температуры. Пропорционально этому, кстати, падают показатели упругости. Именно поэтому карбиды вольфрама хорошо обрабатываются электрофизическими методами: локальное введение  высококонцентрированного источника тепла (дуга, искра, электрический импульс)  повышает температуру в зоне обработки и способствует размерному разрушению структуры рассматриваемых соединений.

С точки зрения практического применения для карбидов вольфрама большее значение имеют их механические показатели – твёрдость и хрупкость. Получаемая в итоге микротвёрдость зависит в основном от температуры, при которой в вольфрамовом порошке формируются карбиды  (менее — от степени их пористости). При повышении температуры дефекты в зёрнах залечиваются, поскольку возрастает подвижность атомов вольфрама и углерода. Поэтому конечная микротвёрдость соединений возрастает.  При этом анизотропия свойств выражается значительно меньше, чем аналогичный показатель для металлов. Это упрощает предварительное ориентирование заготовки перед её обработкой.

Упругость карбидов вольфрама – максимальная для своего класса соединений тугоплавких металлов с углеродом, причём она возрастает с увеличением пористости

Это обстоятельство важно для изделий  (в химсоставе которых присутствуют карбиды вольфрама), работающих в условиях знакопеременных нагрузок

Пластичность карбидов вольфрама крайне низка, и не превышает 0,015%.

Это интересно: Вулканизация резины — процесс, метод, температуна, технология

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Adblock
detector