Сплавы вольфрама: Тяжелые вольфрамовые сплавы ВНЖ, ВНМ, ВНД-МП, ВД-МП

alexxlab | 16.06.2023 | 0 | Разное

Тяжелые вольфрамовые сплавы ВНЖ, ВНМ, ВНД-МП, ВД-МП

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:

  • Радиационно-защитные 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.

Вы всегда можете уточнить цены на вольфрамовые сплавы и сделать заявку, позвонив по телефону (495) 612-00-88 или отправив запрос на наш e-mail [email protected].

Титано-тантало–вольфрамовые твёрдые сплавы

Описание

Титано-тантало–вольфрамовые твёрдые сплавы (ТТК), применяемые для производства режущих пластин различного назначения – трёхфазные спеченные материалы на основе карбидов вольфрама, титана и тантала на кобальтовой связке. Как правило, содержание металло-связки меняется в достаточно узких пределах от 6 до 11% масс. В отличие от классического двухфазного вольфрамового твёрдого сплава в структуре ТТК-сплавов присутствует фаза твердого раствора титана-тантала-вольфрама в виде зёрен округлой формы, зёрна карбида вольфрама и кобальтовая фаза, представляющая собой твёрдый раствор трёх карбидов в кобальте.


ТТК сплавы характеризуются высокой твёрдостью, повышенной прочностью при высоких температурах, высоким сопротивлением окислению, высокой абразивной стойкостью, а также высокой горячей твердостью. Кроме этого они имеют высокую вязкость, сопротивление износу и обеспечивают выдающуюся прочность режущей кромки инструмента.

Области применения

 Конструкционная сталь

 Низколегированная сталь

 Нержавеющая сталь

 Серый, ковкий, высокопрочный чугуны

Свойства ТТК сплавов компании «Вириал»

Характеристика
Материал
VHS55VHS75VHS65VHS63
состав сплава, % масс.WC–74, TiC-15, TaC-5, Co-6–WC–74, TiC-8, TaC-7, Co-11–
плотность, г/см³13,112,513,313,2
размер зерна твёрдой фазы, мкм1 – 21 – 21 – 21 – 2
коэрцитивная сила, Эрстед145 – 175120 – 170145 – 175–
предел прочности при изгибе, МПа2000150023001520
твёрдость по Роквеллу, HRA91,591,090,091,3
ударная прочность, кДж/м²18 – 20–20 – 25–
трещиностойкость, МПа мˆ(½)–8,0 – 9,0–8,0 – 10,0

Типы вольфрамовых сплавов – свойства и применение

Вольфрам ценен как легирующий элемент для создания улучшенных металлических сплавов при добавлении к неблагородным металлам.

Изображение предоставлено: Bjoern Wylezich/Shutterstock.com

Вольфрам является бесценным элементом в процессе легирования, где элементы смешиваются для образования новых и улучшенных металлов, известных как сплавы. Вольфрам вносит уникальный вклад, поскольку придает недрагоценным металлам исключительную прочность, коррозионную стойкость и другие полезные свойства. Помимо того, что вольфрам является отличным легирующим элементом, он также может быть основой для собственных сплавов, и в этой статье будут освещены основные категории этих сплавов на основе вольфрама. Мы исследуем основные категории вольфрамовых сплавов, их полезные свойства и области применения каждого типа. Есть надежда, что, узнав о различных доступных марках вольфрамового сплава, покупателям будет легче выбрать правильный вольфрамовый сплав для своих проектов.

Вольфрамовые сплавы

Вольфрамовые сплавы, иногда называемые тяжелыми сплавами, обычно на 90-97% состоят из вольфрама, а остальная часть его состава представляет собой матрицу металлов, которые улучшают пластичность и обрабатываемость получаемого сплава.

Для этих сплавов нет настоящего стандарта наименования, поскольку они устанавливаются производителем индивидуально и не накладываются на общую схему, например, на сплавы стали или алюминия. Несмотря на это, в этом разделе будут рассмотрены популярные типы вольфрамовых сплавов и области их частого применения.

Сплавы вольфрама и никеля с железом

Самый распространенный из вольфрамовых сплавов, сплавы вольфрама и никеля с железом занимают первое место в списке с точки зрения пластичности, прочности и плотности. Они серебристо-серого цвета, имеют плотность от 16,85 до 19,3 г/см 3 и также известны как Densalloy ® , Mallory, WNiFe и/или Densimet ® . Эти металлы имеют предел прочности при растяжении в диапазоне от 600 до 1000 МПа, что превосходит большинство, если не все другие сплавы. Эти сплавы обладают хорошими механическими свойствами и пластичностью и могут выдерживать интенсивные температуры, при этом их теплопроводность в 5 раз выше, чем у сталей для штампов и штампов.

Они обладают в 1,7 раза большей радиационной защитой, чем свинец, и нетоксичны для биологических систем (чего нельзя сказать о свинце). Железо делает эти сплавы магнитными, что важно знать, если планируется использовать их в каких-либо операциях, чувствительных к магнетизму, таких как медицинское оборудование для визуализации. Сплавы вольфрама и никеля с железом имеют низкий коэффициент расширения, полезный для уплотнений стекло-металл, и обладают высокими модулями упругости, что делает их устойчивыми к упругой деформации. Эти сплавы идеально подходят для радиационной защиты, так как их высокая плотность в сочетании с радиационной стойкостью идеально подходят для защитных компонентов. Некоторые известные приложения включают балансировочные грузы, приложения для обеспечения безопасности и защиты, балласты, подшипниковые узлы и многое другое.

Вольфрам-никель-медные сплавы

Немагнитным двоюродным братом сплавов вольфрама и никеля с железом являются сплавы вольфрама и никеля с медью. Они примерно так же популярны, как сплавы никеля и железа, но, как правило, имеют более низкую прочность на растяжение (500-700 МПа) и пластичность. Они являются отличными электрическими проводниками и легко поддаются механической обработке, несмотря на их высокую механическую прочность. Они обладают превосходной термической стабильностью и могут защищать от радиации не хуже других вольфрамовых сплавов. Самым большим преимуществом сплавов вольфрама и никеля с медью является их немагнитная природа; эта особенность позволяет использовать их в приложениях, где сплавы вольфрама и никеля с железом могут разрушать магнитное поле. Они широко используются в онкологических инструментах, электрических сенсорных экранах, компонентах систем наведения и военных технологиях.

Карбид вольфрама

Карбид вольфрама – это не настоящий сплав, а керамическое соединение, полученное с использованием процесса спекания, при котором сажа добавляется к порошку вольфрама и формуется для получения чрезвычайно твердого и хрупкого цемента после охлаждения. Это может быть карбид моновольфрама (WC) или матрица из карбида вольфрама (W 2 C), и каждый из них имеет свои уникальные свойства, основанные на составе и способе изготовления. Это наиболее важное соединение вольфрама, составляющее 60% всех применений вольфрама, и продается как минимум под 5000+ различных наименований и сортов. Он в 2-3 раза жестче и плотнее большинства сталей и в настоящее время является одним из наших самых прочных инженерных материалов. Несмотря на то, что после изготовления карбид вольфрама чрезвычайно трудно обрабатывать, ковать, обрабатывать, точить или деформировать, он устойчив к истиранию/царапинам/эрозии/коррозии, а также к резким перепадам температуры. Он служит в 100 раз дольше, чем сталь, а по твердости близок к алмазу. Эта твердость позволяет инструментам из карбида вольфрама легко резать почти все другие материалы и позволяет использовать высокоскоростную оснастку. Некоторыми важными областями применения карбида вольфрама являются режущие инструменты, боеприпасы, горнодобывающая промышленность и бурение, атомная энергетика, развлекательные виды спорта, хирургические инструменты, ювелирные изделия и многие другие области применения.

Сравнение вольфрама и карбида вольфрама см. в нашей статье «Вольфрам и карбид вольфрама — в чем разница?».

Быстрорежущая/вольфрамовая сталь

Вольфрам используется в некоторых сплавах, не охваченных предыдущими разделами; хотя они и не считаются настоящими вольфрамовыми сплавами, они являются результатом добавления вольфрама и схожи как по механическим, так и по химическим характеристикам.

Первой важной категорией является быстрорежущая сталь (также известная как вольфрамовая сталь), которая представляет собой сталь с высокой твердостью и износостойкостью/термостойкостью, используемую для технологического оборудования, такого как большие сверла, пилы и т. д. В них используется вольфрам, а также его карбиды. для формирования более прочной и стойкой стали и часто содержат до 18% вольфрама по составу. Эти стали более пригодны для обработки, чем вольфрамовые сплавы, и могут подвергаться термообработке, что позволяет производителям лучше контролировать конечную форму и прочность.

Суперсплавы

Вторая категория — это так называемые суперсплавы, такие как Hastelloy ® или Stellite ® , материалы, способные выдерживать экстремальные нагрузки. Hastelloy ® представляет собой сплав никель-хром-молибден-вольфрам (хотя, чтобы еще больше размыть грань, часто присутствует больше металлов), а Stellite ® представляет собой матрицу из кобальта, хрома и карбида вольфрама. Оба они обладают механическими свойствами, сходными с вольфрамовыми сплавами, с повышенной обрабатываемостью и часто используются в лопатках турбин и других износостойких устройствах. В настоящее время исследуются новые суперсплавы, поэтому ожидайте, что эти материалы станут более популярными в будущем.

Новые вольфрамовые сплавы

Вольфрам становится все более важным элементом будущих сплавов. Доступны более новые композиты карбида вольфрама и титана, которые имеют повышенную твердость, жаропрочность и смачиваемость кобальтом по сравнению с традиционными карбидами. В настоящее время также проводятся исследования по созданию радиационно-стойких сплавов, и были достигнуты определенные успехи со сплавом вольфрама, тантала, ванадия и хрома; однако он все еще находится в стадии разработки, поэтому не ожидайте, что он будет у вашего поставщика. Наконец, в Массачусетском технологическом институте проводятся исследования сплавов вольфрама и хрома для замены обедненного урана в военных конструкциях. Это был бы низкотоксичный и более эффективный баллистический металлический сплав, способный самозатачиваться при отрыве, что делает его идеальным металлом для снарядов. Вольфрам представляет большой интерес для современной материаловедения и металлургии, поэтому следите за новыми сплавами, которые могут превзойти любой материал, когда-либо использовавшийся ранее.

Резюме

В этой статье представлено краткое описание различных типов вольфрамовых сплавов. Для получения информации о других продуктах обратитесь к нашим дополнительным руководствам или посетите платформу поиска поставщиков Thomas, чтобы найти потенциальные источники поставок или просмотреть подробную информацию о конкретных продуктах.

 

Уведомления об авторских правах и товарных знаках
  1. Densalloy ® является зарегистрированным товарным знаком Kennametal ® , Inc., Latrobe PA.
  2. Densimet ® является зарегистрированным товарным знаком Plansee LLC, Франклин, Массачусетс.
  3. Hastelloy ® является зарегистрированным товарным знаком Haynes International, Kokomo, IN
    4. .
  4. Stellite ® является зарегистрированным товарным знаком Kennametal ® , Inc., Latrobe PA.
Источники:
  1. https://www.rsc.org/periodic-table/element/74/tungsten
  2. https://www.tungsten.com/products/tungsten-alloy/
  3. https://tungco.com/blog/3-common-types-tungsten-alloys-used-today/
  4. https://www.americanelements.com/tungsten-nickel-iron-alloy
  5. https://www.mttm.com/tungsten-alloys
  6. https://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/19650023047.pdf
  7. https://www. machinedesign.com/materials/new-tungsten-alloy-defies-radiation
  8. http://news.mit.edu/2014/alloying-tougher-tungsten-zack-cordero-1202
  9. https://trademarks.justia.com/

Другие изделия из вольфрама

  • Вольфрам и карбид вольфрама — в чем разница?

Прочие “Типы” изделий

  • Типы пластиковых шнеков для экструзии
  • Типы термостатов
  • Типы припоя
  • Типы заклепок
  • Различные типы марок алюминия (свойства и применение)
  • Различные типы датчиков Интернета вещей (IoT)
  • Типы силосов
  • Типы пресс-масленок
  • Типы звездочек — руководство по покупке Томаса
  • Типы инженеров
  • Типы лент
  • Типы гидравлических насосов
  • Типы стеклянных бутылок
  • Типы автоматических выключателей
  • Типы шайб
  • Типы уплотнений
  • Типы штифтов
  • Типы лебедок
  • Типы упаковки
  • Типы обратных клапанов

Больше из Металлы и изделия из металла

Вольфрамовые сплавы | Mi-Tech Tungsten Metals

  HD 17 HD 17BB ХД 17Д HD 17,5 HD 17,7 HD 18 ХД 18Д HD 18,5
90% W
6% Ni
4% Cu		 90 % W
6 % Ni
4 % Cu/Fe		 90% W
7% Ni
3% Fe		 5% W\n5.25% Ni\n2.25% Fe’}”> 92,5 % W
5,25 % Ni
2,25 % Fe		 93% W
Balance
Ni Fe Mo		 95 % W
3,5 % Ni
1,5 % Cu		 95 % W
3,5 % Ni
1,5 % Fe		 97 % W
2,1 % Ni
0,9 % Fe
ASTM-B-777 Класс 1 Класс 1 Класс 2 Super Chatter Free™ Класс 3 Класс 3 Класс 4
Плотность г/см3 17 17 5}”> 17,5 17,7 18 18 18,5
Плотность Фунт/куб. в. 0,614 0,614 0,632 0,639 0,65 0,65 0,668
Твердость по Роквеллу C 24 25 26 30 27 27 28
Предел прочности при растяжении (PSI) 110 000 125 000 114 000 130 000 115 000 125 000 128 000
2% offset (PSI)’}”> Предел текучести 0,2% смещения (PSI) 90 000 88 000 90 000 90 000 85 000 90 000 85 000
Удлинение (% на 1 дюйм) 8 14 12 10 7 12 10
Предел пропорциональной упругости (PSI) 45 000 52 000 46 000 60 000 45 000 44 000 45 000
Модули упругости
(PSI)		 40 х 106 45 х 106 47 х 106 53 х 106 45 х 106 50 х 106 53 х 106
Коэффициент теплового расширения X 10-6/°C (20-400°C)

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *