ГЛАВА XVIII. ТУГОПЛАВКИЕ МЕТАЛЛЫ И ИХ СПЛАВЫ

Наибольшее значение в технике имеют следующие тугоплавкие металлы: соответственно с температурой плавления 2468, 2625, 1875, 2996 и 3410 °С.

Интерес к тугоплавким металлам и сплавам на их основе (табл. 32) резко возрос в связи со строительством ракет, космических кораблей, ядерных реакторов и раззитием энергетических установок, отдельные детали и узлы которых работают при температуре до

Тугоплавкие металлы и их сплавы используют главным образом как жаропрочные.

Молибден, вольфрам и хром обладают высокой жаропрочностью, однако они склонны к хрупкому разрушению в результате высокой температуры порога хладноломкости, которую особенно сильно повышают примеси внедрения . После деформации ниже температуры рекристаллизации порог хладноломкости молибдена и вольфрама понижается. Ниобий и тантал в отличие от вольфрама и молибдеиа — высокопластнчные металлы и хорошо свариваются. Следует указать, что ниобий имеет более низкий порог хладноломкости и менее чувствителен к примесям внедрения. Указанные металлы обладают высокой коррозионной стойкостью, в том числе в кислотах и щелочах.

Молибден и вольфрам в чистом виде используют в радио- и электронной промышленности (нити накаливания, листовые аноды, сетки, пружины катодов, нагреватели, контакты и в химическом машиностроении, стекольной

Таблица 32 (см. скан) Свойства некоторых сплавов тугоплавких металлов

промышленности и т. д. Вследствие малого поперечного сечения захвата нейтронов и отсутствия взаимодействия с расплавленными щелочными металлами ниобий применяют для изготовления теплообменников ядерных реакторов.

Жаропрочность чистых металлов сравнительно невелика. Более высокой жаропрочностью обладают сплавы на основе тугоплавких металлов. Жаропрочность тугоплавких металлов может быть повышена путем легирования их элементами с более высокой температурой плавления, образующими твердые растворы замещения. Еще более эффективным оказывается механизм дисперсионного упрочнения в результате образования карбидов , нитридов и оксидов Однако следует учитывать, что легирование с целью повышения жаропрочности часто приводит к снижению пластичности. Все тугоплавкие металлы обладают низкой жаростойкостью, поэтому при температуре свыше их нужно защищать от окисления. Разработаны металлические, интерметаллидные и керамические покрытия для защиты от окисления. Для молибдена и вольфрама лучшими считаются термодиффузионные силицидные покрытия Поверхностные покрытия чаще применяют для деталей одноразового действия. Тугоплавкие металлы широко используют в качестве жаропрочных для работы в неокислительной среде — в вакууме, водороде, инертных газах, а также в среде отходящих пороховых газов.

Весьма перспективны для многих отраслей техники сплавы на основе ниобия (см. табл. 32). Они обладают хорошей технологичностью, свариваемостью и достаточно высокой жаропрочностью до

Температура хладноломкости ниобия ниже Благодаря высокой коррозионной стойкости и малому сечению захвата тепловых нейтронов сплавы ниобия нашли применение в конструкциях ядерных реакторов.

Для повышения жаропрочности ниобий легируют молибденом, вольфрамом, упрочняющими твердый раствор, и цирконием, который не только упрочняет твердый раствор, но и образует карбидные и нитридные фазы.

Вопросы для самопроверки