4. Хладноломкость тугоплавких металлов

Хладноломкость, т. е. переход в хрупкое состояние обнаруживают все тугоплавкие металлы, причем для металлов V группы (V, Nb, Та) температура перехода лежит ниже, а для металлов VI группы выше комнатной температуры (см. рис. 366). Для указанное обстоятельство является существенным минусом, так как создает трудности в эксплуатации.

Рис. 372. Сериальные кривые ударной вяз» кости молибдена: а — рекристаллизованное состояние; б — деформированное состояние

Выше температуры перехода тугоплавкие металлы исключительно пластичны (сужение 100% — см. рис. 48 и 367, ударный образец не разрушается). Для рекристаллизованного молибдена (структура приведена на рис. 370) при определенной температуре ударная вязкость падает до нуля (рис. 372), образец разрушается с образованием межкристаллитного или транскристалл итного хрупкого излома (рис. 373).

Нерекристаллизованный молибден с волокнистой структурой (см. рис. 369) разрушается в интервале температур по специфическому механизму, харатерному для металлов с резко выраженной анизотропией.

Поскольку связь между волокнами ослаблена и поперек волокна пластичность мала, то - при вязком разрушении каждое волокно работает самостоятельно и деформируется на 100 %, внутри порога часть сечения разрушается по хрупкому, часть по вязкому меха

низму и при полном охрупчивании все сечение представляет собой хрупкий излом (рис. 374).

Разный механизм разрушения рекристаллизованного (зернистого) и деформированного (волокнистого) материала обусловливает резкое снижение порога у второго (рис. 372). При комнатной температуре волокнистый молибден еще не полностью охрупчен.

Рис. 373. Стереоскопическая фрактография излома молибдена: а — межкристаллическмй излом, ХЗО; $ — транскристаллитный излом,

В связи с этим молибден применяется преимущественно в деформированном состоянии.

Трудности сварки молибдена и вольфрама заключаются в том, что сварной нагрев вызывает рекристаллизацию металла и, следовательно, резкое повышение порога и охрупчивание сварного соединения.

Рис. 374. Схема разрушения деформированного молибдена внутри порога Хладноломкости: а — хрупкий надрыв; б — изгиб без разрушения

Рис. 375. Влияние размера зерна на порог хладноломкости вольфрама, молибдена и ниобия

Легирование оказывает влияние на порог хладноломкости обычно в сторону повышения. Вероятно один элемент —рений понижает порог хладноломкости (так называемый «рениевый эффект»), однако

чтобы заметно снизить порог, надо ввести рения массе), что резко удорожит сплав.

Влияние рения на молибден подобно влиянию никеля на железо, теоретического объяснения этому факту не имеется.

Как у других металлов, у тугоплавких укрупнение зерна ведет к повышению порога хладноломкости (рис. 375).

Таким образом, технологические и эксплуатационные трудности применения тугоплавких металлов связаны с высоким (выше комнатной температуры) положением порога хладноломкости. Пути снижения порога — глубокая очистка от примесей внедрения легирование измельчение зерна.