Holen Sie sich die Definition und finden Sie heraus, auf welche Elemente sich der Begriff bezieht
Der Begriff "hitzebeständiges Metall" wird verwendet, um eine Gruppe von Metallelementen zu beschreiben, die außergewöhnlich hohe Schmelzpunkte aufweisen und gegenüber Verschleiß, Korrosion und Verformung beständig sind.
Industrielle Verwendungen des Begriffes Refraktärmetall beziehen sich meistens auf fünf häufig verwendete Elemente:
Zu den umfassenderen Definitionen gehören jedoch auch die weniger häufig verwendeten Metalle:
- Chrom (Cr)
- Hafnium (Hf)
- Iridium (Ir)
- Osmium (Os)
- Rhodium (Rh)
- Ruthenium (Ru)
- Titan (Ti)
- Vanadium (V)
- Zirkonium (Zr)
Die Eigenschaften
Das kennzeichnende Merkmal von Refraktärmetallen ist ihre Hitzebeständigkeit. Die fünf industriellen hochschmelzenden Metalle haben alle Schmelzpunkte von mehr als 3632ºF (2000ºC).
Die Festigkeit von Refraktärmetallen bei hohen Temperaturen in Kombination mit ihrer Härte macht sie ideal für Schneid- und Bohrwerkzeuge.
Hitzebeständige Metalle sind auch sehr resistent gegen thermischen Schock, was bedeutet, dass wiederholte Erwärmung und Abkühlung nicht leicht zu Ausdehnung, Spannung und Rissbildung führt.
Die Metalle haben alle hohe Dichten (sie sind schwer) sowie gute elektrische und wärmeleitende Eigenschaften.
Eine weitere wichtige Eigenschaft ist ihre Kriechfestigkeit, die Neigung von Metallen, sich unter dem Einfluss von Spannung langsam zu verformen.
Aufgrund ihrer Fähigkeit, eine Schutzschicht zu bilden, sind die Refraktärmetalle auch korrosionsbeständig, obwohl sie bei hohen Temperaturen leicht oxidieren.
Feuerfeste Metalle und Pulvermetallurgie
Aufgrund ihrer hohen Schmelzpunkte und Härte werden die Refraktärmetalle meist in Pulverform verarbeitet und niemals im Gussverfahren hergestellt.
Metallpulver werden in bestimmten Größen und Formen hergestellt und dann gemischt, um die richtige Mischung von Eigenschaften zu erhalten, bevor sie verdichtet und gesintert werden.
Beim Sintern wird das Metallpulver (in einer Form) für eine lange Zeit erhitzt. Unter Hitze beginnen sich die Pulverteilchen zu verbinden und bilden ein festes Stück.
Beim Sintern können Metalle bei Temperaturen unterhalb ihres Schmelzpunktes gebunden werden, ein bedeutender Vorteil beim Arbeiten mit den Refraktärmetallen.
Hartmetallpulver
Eine der frühesten Anwendungen für viele refraktäre Metalle entstand im frühen 20. Jahrhundert mit der Entwicklung von Hartmetallen.
Widia , das erste kommerziell erhältliche Wolframkarbid, wurde von Osram Company (Deutschland) entwickelt und 1926 auf den Markt gebracht. Dies führte zu weiteren Tests mit ähnlich harten und verschleißfesten Metallen, die schließlich zur Entwicklung moderner Sintercarbide führten.
Die Produkte von Carbidmaterialien profitieren häufig von Mischungen verschiedener Pulver. Dieser Prozess des Mischens ermöglicht die Einführung von vorteilhaften Eigenschaften von verschiedenen Metallen, wodurch Materialien erzeugt werden, die denen überlegen sind, die durch ein einzelnes Metall erzeugt werden könnten. Zum Beispiel bestand das ursprüngliche Widia-Pulver aus 5-15% Kobalt.
Hinweis: Weitere Informationen zu feuerfesten Metalleigenschaften finden Sie in der Tabelle am Ende der Seite
Anwendungen
Feuerfeste metallbasierte Legierungen und Karbide werden in nahezu allen wichtigen Industriezweigen verwendet, einschließlich Elektronik, Luft- und Raumfahrt, Automobil, Chemie, Bergbau, Nukleartechnologie, Metallverarbeitung und Prothetik.
Die folgende Liste von Endverwendungen für Refraktärmetalle wurde von der Refractory Metals Association zusammengestellt:
Wolfram Metall
- Glühlampen-, Fluoreszenz- und Autolampenfilamente
- Anoden und Targets für Röntgenröhren
- Halbleiter unterstützt
- Elektroden zum Schutzgasschweißen
- Kathoden mit hoher Kapazität
- Elektroden für Xenon sind Lampen
- Zündsysteme für Kraftfahrzeuge
- Raketendüsen
- Elektronische Röhrenemitter
- Uran-Verarbeitungstiegel
- Heizelemente und Strahlungsschutz
- Legierungselemente in Stählen und Superlegierungen
- Verstärkung in Metall-Matrix-Verbundwerkstoffen
- Katalysatoren in chemischen und petrochemischen Prozessen
- Schmierstoffe
Molybdän
- Legierungszusätze in Eisen, Stählen, rostfreien Stählen, Werkzeugstählen und Nickelbasis-Superlegierungen
- Hochpräzise Schleifscheibenspindeln
- Metallisieren sprühen
- Druckgussformen
- Raketen- und Raketentriebwerkskomponenten
- Elektroden und Rührstäbe in der Glasherstellung
- Elektroofen Heizelemente, Boote, Hitzeschilde und Schalldämpfer Liner
- Zinkraffinierpumpen, Rinnen, Ventile, Rührer und Thermoelementbrunnen
- Kernreaktor-Steuerstab-Produktion
- Schalten Sie die Elektroden ein
- Unterstützt und unterstützt Transistoren und Gleichrichter
- Filamente und Stützdrähte für Automobilscheinwerfer
- Vakuumröhrengetter
- Rocket Röcke, Kegel und Hitzeschilde
- Raketenkomponenten
- Supraleiter
- Chemische Prozessausrüstung
- Hitzeschilde in Hochtemperatur-Vakuumöfen
- Legierungszusätze in Eisenlegierungen und Supraleitern
Wolframkarbid zementiert
- Wolframkarbid zementiert
- Schneidwerkzeuge für die Metallbearbeitung
- Kerntechnische Ausrüstung
- Bergbau- und Ölbohrwerkzeuge
- Formen stirbt
- Metallformwalzen
- Fadenführer
Wolfram Heavy Metal
- Bushings
- Ventilsitze
- Klingen zum Schneiden von harten und abrasiven Materialien
- Kugelschreiber Punkte
- Mauerwerk Sägen und Bohren
- Schwermetall
- Strahlungsschirme
- Gegengewichte für Flugzeuge
- Gegengewichte mit Automatikaufzug
- Luftbildausgleichsmechanismen
- Auswuchtgewichte für Hubschrauberrotorblätter
- Gold Club Gewichtseinsätze
- Dartkörper
- Rüstungssicherungen
- Schwingungsdämpfung
- Militärausrüstung
- Schrotpatronen
Tantal
- Elektrolytkondensator
- Wärmetauscher
- Bajonett-Heizungen
- Thermometer Brunnen
- Vakuumröhre Filamente
- Chemische Prozessausrüstung
- Hochtemperaturöfen Komponenten
- Tiegel für den Umgang mit geschmolzenem Metall und Legierungen
- Schneidewerkzeuge
- Bauteile für Luftfahrtindustrie
- Chirurgische Implantate
- Legierungszusatz in Superlegierungen
Physikalische Eigenschaften von feuerfesten Metallen
| Art | Einheit | Mo | Ta | Nb | W | Rh | Zr |
| Typische kommerzielle Reinheit | 99.95% | 99,9% | 99,9% | 99.95% | 99,0% | 99,0% | |
| Dichte | cm / cm³ | 10.22 | 16.6 | 8.57 | 19.3 | 21.03 | 6.53 |
| lbs / in 2 | 0,369 | 0,60 | 0.310 | 0,697 | 0.760 | 0.236 | |
| Schmelzpunkt | Celcius | 2623 | 3017 | 2477 | 3422 | 3180 | 1852 |
| ° F | 4753.4 | 5463 | 5463 | 6191.6 | 5756 | 3370 | |
| Siedepunkt | Celcius | 4612 | 5425 | 4744 | 5644 | 5627 | 4377 |
| ° F | 8355 | 9797 | 8571 | 10,211 | 10,160,6 | 7911 | |
| Typische Härte | DPH (Vickers) | 230 | 200 | 130 | 310 | - | 150 |
| Wärmeleitfähigkeit (@ 20 ° C) | cal / cm 2 / cm ° C / sek | - | 0.13 | 0,126 | 0,397 | 0.17 | - |
| Der Wärmeausdehnungskoeffizient | ° C × 10 -6 | 4.9 | 6.5 | 7.1 | 4.3 | 6.6 | - |
| Elektrischer widerstand | Mikro-Ohm-cm | 5.7 | 13.5 | 14.1 | 5.5 | 19.1 | 40 |
| Elektrische Leitfähigkeit | % IACS | 34 | 13.9 | 13.2 | 31 | 9.3 | - |
| Zugfestigkeit (KSI) | Umgebungs | 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 | - | |
| Minimale Dehnung (1 Zoll) | Umgebungs | 45 | 27 | 15 | 59 | 67 | - |
| Elastizitätsmodul | 500 ° C | 41 | 25 | 13 | 55 | 55 | |
| 1000 ° C | 39 | 22 | 11.5 | 50 | - | - |
Quelle: http://www.edfagan.com