Terminas „ugniai atsparus metalas“ vartojamas apibūdinti metalinių elementų, kurių lydymosi temperatūra yra ypač aukšta ir kurie atsparūs dilimui, grupę, korozijair deformacijos.
Ugniai atsparaus metalo terminas pramonėje dažniausiai reiškia penkis dažniausiai naudojamus elementus:
- Molibdenas (Mo)
- Niobis (Nb)
- Renis (Re)
- Tantalas (Ta)
- Volframas (W)
Tačiau į platesnius apibrėžimus įtraukti ir rečiau naudojami metalai:
- Chromas (Cr)
- Hafnis (Hf)
- Iridiumas (Ir)
- Osmis (Os)
- Rodis (Rh)
- Rutenis (Ru)
- Titanas (Ti)
- Vanadis (V)
- Cirkonis (Zr)
Charakteristikos
Ugniai atsparių metalų skiriamasis bruožas yra jų atsparumas šilumai. Penkių pramoninių ugniai atsparių metalų lydymosi temperatūra viršija 3632 ° F (2000 ° C).
Ugniai atsparių metalų stiprumas aukštoje temperatūroje kartu su jų kietumu daro juos idealius įrankiams pjauti ir gręžti.
Ugniai atsparūs metalai taip pat yra labai atsparūs terminiam šokui, o tai reiškia, kad pakartotinis kaitinimas ir aušinimas nelengvai sukels išsiplėtimą, įtampą ir įtrūkimus.
Visi metalai turi didelį tankį (jie yra sunkūs), taip pat geros elektrą ir šilumą laidžios savybės.
Kita svarbi savybė yra jų atsparumas šliaužimui, metalų polinkis lėtai deformuotis veikiant stresui.
Dėl gebėjimo suformuoti apsauginį sluoksnį, ugniai atsparūs metalai taip pat yra atsparūs korozijai, nors jie lengvai oksiduojasi esant aukštai temperatūrai.
Ugniai atsparūs metalai ir miltelių metalurgija
Dėl aukštų lydymosi temperatūrų ir kietumo ugniai atsparūs metalai dažniausiai apdorojami miltelių pavidalu ir niekada negaminami liejant.
Metaliniai milteliai gaminami pagal tam tikrus dydžius ir formas, tada maišomi, kad būtų sukurtas tinkamas savybių mišinys, prieš sutankinant ir sukepinant.
Sukepinimas apima metalo miltelių (formos viduje) kaitinimą ilgą laiką. Kaitinant miltelių dalelės pradeda jungtis, formuodamos vientisą gabalą.
Sukepinant metalai gali būti sujungiami žemesnėje nei jų lydymosi temperatūra temperatūroje, tai yra didelis pranašumas dirbant su ugniai atspariais metalais.
Karbido milteliai
Vienas iš ankstyviausių daugelio ugniai atsparių metalų panaudojimo būdų atsirado 20-ojo amžiaus pradžioje, kai atsirado cementuoti karbidai.
Vidija, pirmasis komerciškai prieinamas volframo karbidas, buvo sukurtas „Osram Company“ (Vokietija) ir parduotas 1926 m. Tai leido atlikti tolesnius bandymus su panašiai kietais ir atspariais dilimui metalais, galiausiai sukūrus šiuolaikinius sukepintus karbidus.
Karbido medžiagų gaminiams dažnai naudingi skirtingų miltelių mišiniai. Šis maišymo procesas leidžia įvesti naudingų savybių iš skirtingų metalų, tokiu būdu gaminant medžiagas, pranašesnes už tas, kurias galėtų sukurti atskiras metalas. Pavyzdžiui, originaliuose „Widia“ milteliuose buvo 5–15% kobalto.
Pastaba: daugiau informacijos apie ugniai atsparių metalų savybes rasite lentelėje puslapio apačioje.
Programos
Ugniai atsparių metalų lydiniai ir karbidai naudojami praktiškai visose pagrindinėse pramonės šakose, įskaitant elektronika, aviacija, automobiliai, chemikalai, kasyba, branduolinės technologijos, metalo apdirbimas ir protezavimas.
Šį ugniai atsparių metalų galutinių panaudojimų sąrašą sudarė Ugniai atsparių metalų asociacija:
Volframo metalas
- Kaitrinės, fluorescencinės ir automobilių lempos gijos
- Rentgeno vamzdelių anodai ir taikiniai
- Puslaidininkių atramos
- Inertinių dujų lankinio suvirinimo elektrodai
- Didelio pajėgumo katodai
- Ksenono elektrodai yra lempos
- Automobilių uždegimo sistemos
- Raketų purkštukai
- Elektroniniai vamzdžių skleidėjai
- Urano apdorojimo tigliai
- Šildymo elementai ir radiacijos skydai
- Plieno ir super lydinių legiravimo elementai
- Armatūra metalo matricos kompozituose
- Katalizatoriai chemijos ir naftos chemijos procesuose
- Tepalai
Molibdenas
- Lygintuvų, plieno, nerūdijančio plieno, įrankių plieno ir nikelio pagrindo lydinių lydiniai
- Didelio tikslumo šlifavimo ratų sukliai
- Purškiamas metalizavimas
- Die-casting miršta
- Raketų ir raketų variklių komponentai
- Stiklo gamybos elektrodai ir maišymo strypai
- Elektriniai krosnies kaitinimo elementai, valtys, šilumos skydai ir duslintuvų įdėklas
- Cinko valymo siurbliai, skalbyklės, vožtuvai, maišytuvai ir termoelementų šuliniai
- Branduolinių reaktorių valdymo strypų gamyba
- Perjungti elektrodus
- Tranzistorių ir lygintuvų atramos ir pagrindai
- Automobilinių žibintų gijos ir atraminiai laidai
- Vakuuminių vamzdžių getters
- Raketų sijonai, kūgiai ir šilumos skydai
- Raketų komponentai
- Superlaidininkai
- Cheminio proceso įranga
- Šilumos skydai aukštos temperatūros vakuuminėse krosnyse
- Juodųjų lydinių ir superlaidininkų lydiniai
Cementuotas volframo karbidas
- Cementuotas volframo karbidas
- Metalo apdirbimo pjovimo įrankiai
- Branduolinės inžinerijos įranga
- Kasybos ir naftos gręžimo įrankiai
- Formuojantis miršta
- Metalo formavimo ritiniai
- Siūlų kreiptuvai
Volframo sunkusis metalas
- Įvorės
- Vožtuvų sėdynės
- Ašmenys kietoms ir abrazyvinėms medžiagoms pjauti
- Tušinuko tušinukai
- Mūro pjūklai ir grąžtai
- Sunkusis metalas
- Radiaciniai skydai
- Orlaivių atsvarai
- Suvyniojantys laikrodžių atsvarai
- Oro kamerų balansavimo mechanizmai
- Sraigtasparnio rotoriaus mentės pusiausvyros svoriai
- Auksiniai lazdelės svorio įdėklai
- Smiginio kūnai
- Ginkluotės saugikliai
- Vibracijos slopinimas
- Karinė padėtis
- Šautuvo granulės
Tantalas
- Elektrolitiniai kondensatoriai
- Šilumokaičiai
- Bajonetiniai šildytuvai
- Termometro šuliniai
- Vakuuminių vamzdžių gijos
- Cheminio proceso įranga
- Aukštos temperatūros krosnių komponentai
- Tigliai, skirti naudoti išlydytą metalą ir lydinius
- Pjaustymo įrankiai
- Orlaivių ir erdvėlaivių variklių komponentai
- Chirurginiai implantai
- Lydinio priedas super lydiniuose
Ugniai atsparių metalų fizinės savybės
| Tipas | Vienetas | Mo | Ta | Nb | W | Rh | Zr |
| Tipiškas komercinis grynumas | 99.95% | 99.9% | 99.9% | 99.95% | 99.0% | 99.0% | |
| Tankis | cm / cc | 10.22 | 16.6 | 8.57 | 19.3 | 21.03 | 6.53 |
| svarų / in2 | 0.369 | 0.60 | 0.310 | 0.697 | 0.760 | 0.236 | |
| Lydymosi temperatūra | Celcijus | 2623 | 3017 | 2477 | 3422 | 3180 | 1852 |
| ° F | 4753.4 | 5463 | 5463 | 6191.6 | 5756 | 3370 | |
| Virimo taškas | Celcijus | 4612 | 5425 | 4744 | 5644 | 5627 | 4377 |
| ° F | 8355 | 9797 | 8571 | 10,211 | 10,160.6 | 7911 | |
| Tipiškas kietumas | DPH („vickers“) | 230 | 200 | 130 | 310 | -- | 150 |
| Šilumos laidumas (@ 20 ° C) | cal / cm2/cm°C/sec | -- | 0.13 | 0.126 | 0.397 | 0.17 | -- |
| Šiluminio plėtimosi koeficientas | ° C x 10 -6 | 4.9 | 6.5 | 7.1 | 4.3 | 6.6 | -- |
| Elektrinė varža | Mikro-om-cm | 5.7 | 13.5 | 14.1 | 5.5 | 19.1 | 40 |
| Elektrinis laidumas | % IAKS | 34 | 13.9 | 13.2 | 31 | 9.3 | -- |
| Tempimo stipris (KSI) | Aplinkos | 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 | -- | |
| Mažiausias pailgėjimas (1 colio gabaritas) | Aplinkos | 45 | 27 | 15 | 59 | 67 | -- |
| Tamprumo modulis | 500 ° C | 41 | 25 | 13 | 55 | 55 | |
| 1000 ° C | 39 | 22 | 11.5 | 50 | -- | -- |
Šaltinis: http://www.edfagan.com