Uzziniet par ugunsizturīgiem metāliem
Iegūstiet definīciju un uzziniet, uz kuriem elementiem šis termins attiecas
Alchemist-hp/Wikimedia Commons/CC, izmantojot Attribution-NonCommercial-NonDerivative 3.0
Terminu “ugunsizturīgs metāls” lieto, lai aprakstītu metāla elementu grupu, kam ir īpaši augsts kušanas punkts un kuri ir izturīgi pret nodilumu,korozija, un deformācija.
Ugunsizturīgā metāla termina rūpnieciskie lietojumi visbiežāk attiecas uz pieciem bieži lietotiem elementiem:
Tomēr plašākās definīcijās ir iekļauti arī retāk izmantotie metāli:
- Chromium (Cr)
- Hafnijs (Hf)
- Iridijs (Un)
- Osmijs (Os)
- Rodijs (Rh)
- rutēnijs (ru)
- Titāns (no)
- Vanādijs (V)
- Cirkonijs (Zr)
Raksturlielumi
Ugunsizturīgo metālu raksturīgā iezīme ir to izturība pret karstumu. Piecu rūpniecisko ugunsizturīgo metālu kušanas temperatūra pārsniedz 2000 ° C (3632 ° F).
Ugunsizturīgo metālu izturība augstās temperatūrās kopā ar to cietību padara tos ideāli piemērotus griešanas un urbšanas instrumentiem.
Ugunsizturīgie metāli ir arī ļoti izturīgi pret termisko triecienu, kas nozīmē, ka atkārtota karsēšana un dzesēšana neizraisīs izplešanos, spriedzi un plaisāšanu.
Visiem metāliem ir augsts blīvums (tie ir smagi), kā arī labas elektriskās un siltumvadītspējas īpašības.
Vēl viena svarīga īpašība ir to izturība pret šļūdei, metālu tieksme lēnām deformēties sprieguma ietekmē.
Pateicoties spējai veidot aizsargkārtu, ugunsizturīgie metāli ir arī izturīgi pret koroziju, lai gan tie viegli oksidējas augstā temperatūrā.
Ugunsizturīgi metāli un pulvermetalurģija
Augstās kušanas temperatūras un cietības dēļ ugunsizturīgos metālus visbiežāk apstrādā pulvera veidā un nekad neizgatavo ar liešanu.
Metāla pulveri tiek ražoti pēc noteiktiem izmēriem un formām, pēc tam tiek sajaukti, lai izveidotu pareizo īpašību maisījumu, pirms tos saspiež un saķepina.
Saķepināšana ietver metāla pulvera karsēšanu (veidnē) ilgu laiku. Karstumā pulvera daļiņas sāk sasaistīties, veidojot cietu gabalu.
Saķepināšana var savienot metālus temperatūrā, kas ir zemāka par to kušanas temperatūru, kas ir būtiska priekšrocība, strādājot ar ugunsizturīgiem metāliem.
Karbīda pulveri
Viens no agrākajiem daudzu ugunsizturīgo metālu izmantošanas veidiem radās 20. gadsimta sākumā, izstrādājot cementētus karbīdus.
Widia , pirmo komerciāli pieejamo volframa karbīdu, izstrādāja uzņēmums Osram (Vācija), un tas tika pārdots 1926. gadā. Tā rezultātā tika veiktas turpmākas pārbaudes ar līdzīgi cietiem un nodilumizturīgiem metāliem, kā rezultātā tika izstrādāti mūsdienīgi saķepināti karbīdi.
Karbīda materiālu izstrādājumi bieži gūst labumu no dažādu pulveru maisījumiem. Šis sajaukšanas process ļauj ieviest derīgās īpašības no dažādiem metāliem, tādējādi iegūstot materiālus, kas ir labāki par to, ko varētu radīt atsevišķs metāls. Piemēram, sākotnējais Widia pulveris sastāvēja no 5-15% kobalta.
Piezīme. Plašāku informāciju par ugunsizturīgo metālu īpašībām skatiet tabulā lapas apakšā
Lietojumprogrammas
Ugunsizturīgi metālu sakausējumi un karbīdi tiek izmantoti gandrīz visās lielākajās nozarēs, tostarp elektronikā, kosmosa rūpniecībā, automobiļu rūpniecībā, ķīmiskajā rūpniecībā, kalnrūpniecībā, kodoltehnoloģijā, metāla apstrādē un protezēšanā.
Ugunsizturīgo metālu asociācija ir sastādījusi šādu ugunsizturīgo metālu gala lietojumu sarakstu:
Volframa metāls
- Kvēlspuldžu, dienasgaismas spuldžu un automobiļu lampu kvēldiegi
- Anodi un mērķi rentgena lampām
- Pusvadītāju balsti
- Elektrodi inertās gāzes loka metināšanai
- Lieljaudas katodi
- Ksenona elektrodi ir lampas
- Automobiļu aizdedzes sistēmas
- Raķešu sprauslas
- Elektroniskie cauruļu emitētāji
- Urāna apstrādes tīģeļi
- Sildelementi un radiācijas vairogi
- Leģējošie elementi tēraudos un supersakausējumos
- Armatūra metāla-matricas kompozītmateriālos
- Katalizatori ķīmiskajos un naftas ķīmijas procesos
- Smērvielas
Molibdēns
- Leģēšanas piedevas dzelžiem, tēraudiem, nerūsējošajiem tēraudiem, instrumentu tēraudiem un niķeļa bāzes supersakausējumiem
- Augstas precizitātes slīpripas vārpstas
- Smidzināšanas metalizācija
- Liešanas presformas
- Raķešu un raķešu dzinēju sastāvdaļas
- Elektrodi un maisīšanas stieņi stikla ražošanā
- Elektrisko krāsns sildelementi, laivas, siltuma vairogi un trokšņa slāpētāja apvalks
- Cinka attīrīšanas sūkņi, veļas mazgātavas, vārsti, maisītāji un termopāra akas
- Kodolreaktora vadības stieņu ražošana
- Pārslēdziet elektrodus
- Tranzistoru un taisngriežu balsti un pamatne
- Kvēldiegi un atbalsta vadi automašīnu priekšējiem lukturiem
- Vakuuma caurules getteri
- Raķešu svārki, konusi un siltuma vairogi
- Raķešu sastāvdaļas
- Supravadītāji
- Ķīmisko procesu iekārtas
- Siltuma vairogi augstas temperatūras vakuuma krāsnīs
- Leģējošās piedevas dzelzs sakausējumos un supravadītājos
Cementēts volframa karbīds
- Cementēts volframa karbīds
- Griešanas instrumenti metāla apstrādei
- Kodoltehnikas iekārtas
- Kalnrūpniecības un naftas urbšanas instrumenti
- Veidošanas mirst
- Metāla formēšanas ruļļi
- Pavedienu vadotnes
Volframa smagais metāls
- Bukses
- Vārstu sēdekļi
- Asmeņi cietu un abrazīvu materiālu griešanai
- Lodīšu pildspalvas punkti
- Mūra zāģi un urbji
- Smagais metāls
- Radiācijas vairogi
- Lidmašīnu pretsvari
- Paštinošie pulksteņu pretsvari
- Aerokameru balansēšanas mehānismi
- Helikoptera rotora lāpstiņas līdzsvara atsvari
- Zelta nūju svara ieliktņi
- Šautriņu ķermeņi
- Bruņojuma drošinātāji
- Vibrāciju slāpēšana
- Militārā munīcija
- Bises granulas
Tantals
- Elektrolītiskie kondensatori
- Siltummaiņi
- Bajonetes sildītāji
- Termometra akas
- Vakuuma caurules pavedieni
- Ķīmisko procesu iekārtas
- Augstas temperatūras krāšņu sastāvdaļas
- Tīģeļi kausēta metāla un sakausējumu apstrādei
- Griešanas instrumenti
- Aviācijas un kosmosa dzinēju sastāvdaļas
- Ķirurģiskie implanti
- Sakausējuma piedeva supersakausējumos
Ugunsizturīgo metālu fizikālās īpašības
| Tips | Vienība | Mo | Per | Nb | In | Rh | Zr |
| Tipiska komerciāla tīrība | 99,95% | 99,9% | 99,9% | 99,95% | 99,0% | 99,0% | |
| Blīvums | cm/cc | 10.22 | 16.6 | 8.57 | 19.3 | 21.03 | 6.53 |
| lbs/indivi | 0,369 | 0,60 | 0.310 | 0,697 | 0,760 | 0,236 | |
| Kušanas punkts | Celsija | 2623 | 3017 | 2477 | 3422 | 3180 | 1852. gads |
| °F | 4753.4 | 5463 | 5463 | 6191,6 | 5756 | 3370 | |
| Vārīšanās punkts | Celsija | 4612 | 5425 | 4744 | 5644 | 5627 | 4377 |
| °F | 8355 | 9797 | 8571 | 10 211 | 10 160,6 | 7911 | |
| Tipiska cietība | DPH (vickers) | 230 | 200 | 130 | 310 | -- | 150 |
| Siltumvadītspēja (@ 20 °C) | cal/cmdivi/cm°C/s | -- | 0.13 | 0,126 | 0,397 | 0.17 | -- |
| Termiskās izplešanās koeficients | °C x 10-6 | 4.9 | 6.5 | 7.1 | 4.3 | 6.6 | -- |
| Elektriskā pretestība | Mikro-omi-cm | 5.7 | 13.5 | 14.1 | 5.5 | 19.1 | 40 |
| Elektriskā vadītspēja | %IACS | 3. 4 | 13.9 | 13.2 | 31 | 9.3 | -- |
| Stiepes izturība (KSI) | Apkārtējā | 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 | -- | |
| Minimālais pagarinājums (1 collas mērītājs) | Apkārtējā | Četri, pieci | 27 | piecpadsmit | 59 | 67 | -- |
| Elastības modulis | 500°C | 41 | 25 | 13 | 55 | 55 | |
| 1000°C | 39 | 22 | 11.5 | piecdesmit | -- | -- |
Avots: http://www.edfagan.com