Volfram-rheniumlegering kylfläns

Produktbeskrivning

Volfram rheniumlegering

En solid lösningsförstärkt legering som består av volframelement och rheniumelement.

Volfram-rheniumlegering är en solid lösningsförstärkt legering som består av volframelement och rheniumelement. Vanligt använda rheniumhalt (massfraktion, procent ) i legeringen är 3, 5, 10, 25 och 26. Uppdelat i låghalt W-Re-legering (Re Mindre än eller lika med 5 procent) och höghalt W-Re-legering ( Re Större än eller lika med 15 procent).

Figur 1

Volfram-rheniumlegering är en solid lösningsförstärkt legering som består av volframelement och rheniumelement. Vanligt använda rheniumhalt (massfraktion, procent ) i legeringen är 3, 5, 10, 25 och 26. Uppdelat i låghalt W-Re-legering (Re Mindre än eller lika med 5 procent) och höghalt W-Re-legering ( Re Större än eller lika med 15 procent). När Re-halten i legeringen överstiger 26 procent, kommer W-Re-legeringen att fälla ut spröd σ-fas.

Enligt beredningsmetoden, förstärkningsmetoden och utvalda volframbaserade råvaror visas klassificeringen av volfram-rheniumlegeringar i figur 1.

De huvudsakliga bearbetningsmaterialen av volfram-rheniumlegering är tråd och plåt. Silke står för den stora majoriteten. Används huvudsakligen som högtemperaturkonstruktionsmaterial.

Volfram-rheniumlegering har bättre mekaniska egenskaper och duktilitet än ren volfram, och har hög resistivitet, så den har bättre bearbetningsbarhet och svetsbarhet. Volfram-rhenium-legering innehållande 3 procent rhenium kan användas som kärnmetall i elektronrörsfilament, gallertråd och direktuppvärmningskatod. Volfram-rheniumlegering som innehåller torium, det vill säga torierad volfram-reniumlegering, används som direktuppvärmningskatod för ett stort lanseringsrör, och dess prestanda är bättre än för en torierad volframkatod, och det är inte lätt att deformera vid hög temperatur. de

Volfram-rheniumlegeringskrot är huvudsakligen volfram-reniumlegering och inkluderar även molybden-reniumlegering. Metoderna för att återvinna rhenium från avfall av volfram-reniumlegering inkluderar oxidativ biogenesmetod och saltpetersmältningssönderdelning-jonbytesmetod.

Produktionsprocess

figur 2

Det finns två metoder för att tillverka volfram-reniumlegering: pulvermetallurgi och smältning. Tillverkningsprocessen visas i figur 2. I den faktiska produktionen dominerar pulvermetallurgimetoden. Isostatisk pressning och medelfrekvent induktionsvärmesintring kan erhålla högkvalitativa legeringsämnen med bästa enhetlighet och konsistens.

Beredning av Tungsten Rhenium Pulver

Figur 3

Metoden för framställning av volfram-renium förlegerat pulver är nyckeln till enhetligheten i legeringssammansättningen. Jämförelsen av olika förlegerade metoder visas i figur 3.

Billetförberedelse

Legeringspresskroppen kan tillverkas genom formning av stålform eller kall isostatisk pressning, och presskroppen sintras till ett tätt göt med en relativ densitet på 85 procent till 95 procent i en vätepasserande vertikal smältugn, en vätegenomsläppande mellanfrekvensugn eller en vätegenomsläppande motståndsugn. Det finns också göt tillverkade genom varm isostatisk pressning.

Bearbetning

Figur 4

Sintrade göt tillverkas till olika typer av bearbetade material, såsom stavar, trådar, plattor, folier och remsor, genom olika bearbetningsmetoder (svängsmide, valsning, dragning, etc.). Sammansättningen av volfram-rheniumlegering med god bearbetningsprestanda är W-(18~26)Re. Den rekommenderade optimala smidestemperaturen för legeringsbearbetning är 1500 grader och glödgningstemperaturen är 1600 ~ 1800 grader. För legeringar med Re-innehåll > 26 procent är det tillåtna sigma-fasinnehållet begränsat. Även om utfällningen av denna andra fas leder till materialförstärkning, är dess bearbetbarhet fortfarande mycket god. Legeringar med Re-innehåll<18% can be processed smoothly, but require a higher initial processing temperature.

Tråd är det huvudsakliga bearbetningsmaterialet i w-Re-legeringen. Kvaliteterna av volfram-rheniumtråd i mitt land klassificeras enligt olika egenskaper, och den kemiska sammansättningen visas i figur 4.

Figur 5

Kompositförstärkningsmetod är en effektiv metod för att ytterligare förbättra de mekaniska egenskaperna hos W-Re-legeringar vid hög temperatur. Att lägga till Hfc-partiklar eller tillsätta ThO2-partiklar till legeringen är den vanligaste kompositmetoden, och de förberedda legeringssystemen inkluderar W-He-Hf-C-systemet och W-He-ThO₂systemet. Partikelfördelningen i legeringen förändras kontinuerligt med bearbetningsprocessen. Figur 6 atlas (a) visar mikrostrukturen för förändringen av Hfc-partikelfördelningen i W-24.5Re-2Hfc-legeringsstaven. Efter varm isostatisk pressning (stav ∅ 41 mm) når legeringens relativa densitet 99 procent, och partiklarna i den kompakta strukturen fördelas i korngränser och korn (som visas i figur 6 (a)), och i den efterföljande heta swaging process I Hfc, när deformationshastigheten når 62 procent, uppträder σ-fasen i strukturen och Hfc-partiklarna koncentreras till korngränsen (Figur 6, atlas (b)). Förbättringen av de mekaniska högtemperaturegenskaperna hos legeringen visas i figur 6 (c). Figur 6 Atlas (d) och (e) är jämförelsen av mikrostrukturen hos W-Re-legeringen, W-Re-ThO₂ legering och W-Re-Hfc legering efter 2500K glödgning. Det kan ses att olika Morfologin som presenteras genom att lägga till partiklar är inte densamma.

Prestanda

Volfram-rheniumlegering har en rad utmärkta egenskaper, såsom hög smältpunkt, hög hållfasthet, hög hårdhet, hög plasticitet, hög omkristallisationstemperatur, hög resistivitet, högt termoelektriskt potentialvärde, lågt ångtryck, låg elektronbearbetningsfunktion och låg töjning Spröd. övergångstemperatur. Egenskaperna för typiska volfram-reniumlegeringar visas i figur 7 (a) till höger. Det kan ses från den högra figuren i figur 7 att omkristallisationstemperaturen för dopat rhenium är mycket högre än för rent volframrhenium.

Figur 7

Högtemperaturdragegenskaperna hos flera volfram-reniumlegeringar visas i figur 7 (b) till höger. Det kan ses från figur 7 att dragegenskaperna för dessa legeringar är mycket högre än för ren volfram vid cirka 1500 grader. Exemplet med tillsats av Hfc för att förbättra de mekaniska egenskaperna hos volfram-reniumlegering vid hög temperatur visas i figur 7 (c) i mikrostruktursektionen ovan.

Ansökan

Både volfram och rhenium är eldfasta metaller som används ofta i högtemperaturapplikationer. Men de har också nackdelar, ren volfram är spröd och omkristallisationstemperaturen är mycket låg; rent rhenium har dålig bearbetningsprestanda och är dyrt. Så att deras användningsområde är mycket begränsat. Volfram och rhenium görs till volfram-rheniumlegeringar med olika komponenter. Dessa legeringar övervinner bristerna hos rent volfram och rent rhenium och har många utmärkta egenskaper, såsom hög smältpunkt, hög hållfasthet, hög hårdhet, hög plasticitet, hög resistivitet och hög omkristallisationstemperatur, högt termoelektriskt potentialvärde, lågt ångtryck, låg elektronarbetsfunktion och låg plast-spröd övergångstemperatur, etc. Samtidigt har de också utmärkt motståndskraft mot "vattenkretslopp" reaktionsprestanda, och priset är 75~ lägre än rent rhenium 95 procent.

Därför har volfram-rheniumlegeringar använts i stor utsträckning inom elektronisk teknik, termisk kontroll, modern kärnteknik och rymdteknik, temperaturmätning, instrumentering, elektriska apparater och andra banbrytande vetenskaps- och teknikavdelningar. I synnerhet matchas tråden av volfram-reniumlegering till ett termoelement, som har hög termoelektrisk potential och känslighet, och har ett brett utbud av temperaturmätningar, snabb svarshastighet och bra korrosionsbeständighet. Det är ett bra termiskt avkännande material inom temperaturmätning. Eftersom volfram-rhenium termoelement ersätter platina-rodium termoelement är den allmänna trenden.

• Tillämpning inom elektrisk vakuumteknik

De viktigaste prestandakraven för elektronrör, kineskop och glödtrådar är:

① Bra duktilitet vid låg temperatur (det vill säga god formbarhet för engångslindning). Det bearbetade filamentet lindas, viks eller tvinnas till filament av olika former och storlekar, som måste ha god isolering mellan varandra, låg plastisk-spröd övergångstemperatur, god enhetlighet och konsistens;

② Lågtemperaturglödgning har god duktilitet (det vill säga god sekundärlindningsformbarhet). Filamentdelarna efter primärlindning måste glödgas för att fixera formen och storleken på delarna. I allmänhet utförs glödgning inom temperaturområdet för den primära omkristallisationen av tråden. Endast trådar med god lågtemperaturglödgningsduktilitet kan uppfylla kraven på sekundärlindning (dubbel helixfilament) eller multipellindning och vikning;

⑧ God duktilitet vid hög temperatur (det vill säga duktilitet efter sekundär omkristallisation). Under processen att ta bort kärntråden, transportera och installera röret måste det utsättas för vibrationer och stötar, och filamentet med dålig duktilitet kommer att förstöras. Det färdiga filamentet ska användas vid hög temperatur, och filamentet ska hållas i den form som krävs under användning;

④Hög temperatur anti-sagging prestanda är bra. Eftersom det mesta av filamentet finns i spiralform är filamentet längre och har en viss kvalitet. För att hålla tonhöjden oförändrad under användning är hög temperatursänkningsmotstånd nyckeln.

• Används som elektriskt kontaktmaterial

Många kontaktmaterial används vanligtvis i elektriska strömbrytare, såsom bilhornskontakter och tändningskontakter, spänningsregulatorkontakter, telefonkontakter, olika elektriska brytarkontakter etc. Vid arbete har varje kontaktpar egenskaperna av ömsesidig friktion, gnistkorrosion och högfrekvent kontakt. Därför bör kontaktmaterialet uppfylla följande krav: ①Materialets kontaktresistans är liten, ②Volt-amperekarakteristiken för bågen är liten, ⑧Dip-erosionshastigheten är liten.

De metaller som kan användas som kontaktmaterial är: koppar, silver, platina, rodium, iridium, volfram, molybden, rhenium, volfram-kopparlegering, volfram-silverlegering, volfram-haklegering och legering med hög specifik vikt. Volfram, molybden, rhenium och deras legeringar har använts i stor utsträckning i bilhornskontakter och tändningskontakter. Användningen av volfram-rheniumlegering som kontaktmaterial är fortfarande en produkt som utvecklats under senare år. Det kan jämföras med platina, iridium, rodium och andra ädelmetallkontakter.

• Används som termoelementmaterial

Trådar av volfram-reniumlegering av olika sammansättning kan paras ihop till termoelement av volfram-renium. Tungsten-rhenium termoelement som ofta används i industriell praxis inkluderar: W/W-26Re-dopad, W-3Re/W-25Re, W-5Re/W{{7 }}Re och W-5Re/W-26Re och andra termoelement av volfram-renium . De har högt termoelektriskt potentialvärde och hög känslighet, termoelektrisk potential - temperaturkorrespondensförhållande är bra linjäritet, hög mättemperatur (upp till 2800 grader), hög precision (den tillåtna avvikelsen är ±{{ 17}},25 procent t, ±0,5 procent t och ±0,5 procent t och ± 1 procent t och andra tre).

Volfram-rhenium termoelement används främst för temperaturmätning i vakuum, reducerande atmosfär och inert atmosfär för temperaturmätning och högtemperaturfält. Att vidta några speciella antioxidationsåtgärder i en oxiderande atmosfär kan ersätta platina-rodium-termoelementet för temperaturmätning. Priset på ett termoelement av volfram-rhenium är 12 till 18 gånger lägre än för ett enkelt platina-germanium-termoelement. Temperaturmätningen av volfram-rhenium termoelement istället för platina-rhodium termoelement har uppenbara ekonomiska fördelar, och det har fått mer och mer uppmärksamhet av människor.

• Andra tillämpningar

(1) Högtemperaturkonstruktionsmaterial

Volfram-rheniumlegeringar som används i rymdfarkoster inkluderar: värmesköldar, perifera delar av raketmunstycken, kondelar, beläggningar för motorer eller motordelar. Volfram-rheniumlegerade behållare och degelmaterial uppvärmda till 2000 grader utan reaktion för raffinering av uran. Volfram-rheniumlegeringar används för värmeelement och värmesköldar i högtemperaturugnar, deglar för avdunstning av högrena metaller och fjädrar, skruvar, muttrar, stödstänger och vevstakar i högtemperaturfält, som har god plasticitet.

(2) Slitstarka material

Eftersom volfram-rheniumlegering har hög hårdhet, hög hållfasthet, bra slitstyrka och korrosionsbeständighet, kan den användas för att göra trycknålar till skrivare, och dess livslängd kan nå 100 miljoner gånger. Dessutom kan den även göra spetsar, tyngdpunktshammare och slitstarka delar av mät- och karteringsinstrument.

(3) Elektrodmaterial

Volfram-rheniumlegeringsstavar som innehåller toriumoxid, zirkoniumoxid och ceriumoxiddispergerade partiklar används för elektroder i argonbågsvetsmaskiner och icke-förbrukningsbara elektriska ljusbågsugnssmältelektroder. Den är resistent mot höga temperaturer och ablation, och har lång livslängd.

Metallformsprutningsprocess

Detektionssystem