Koellichaam van wolfraam-rheniumlegering

Productomschrijving

Wolfraam Rhenium Legering

Een met een vaste oplossing versterkte legering bestaande uit een wolfraamelement en een reniumelement.

Wolfraam-reniumlegering is een met een vaste oplossing versterkte legering die bestaat uit een wolfraamelement en een reniumelement. Veelgebruikt reniumgehalte (massafractie, procent) in de legering is 3, 5, 10, 25 en 26. Verdeeld in W-Re-legering met laag gehalte (Re minder dan of gelijk aan 5 procent) en W-Re-legering met hoog gehalte ( Re Groter dan of gelijk aan 15 procent).

Figuur 1

Wolfraam-reniumlegering is een met een vaste oplossing versterkte legering die bestaat uit een wolfraamelement en een reniumelement. Veelgebruikt reniumgehalte (massafractie, procent) in de legering is 3, 5, 10, 25 en 26. Verdeeld in W-Re-legering met laag gehalte (Re minder dan of gelijk aan 5 procent) en W-Re-legering met hoog gehalte ( Re Groter dan of gelijk aan 15 procent). Wanneer het Re-gehalte in de legering 26 procent overschrijdt, zal de W-Re-legering een brosse σ-fase neerslaan.

Volgens de bereidingsmethode, versterkingsmethode en geselecteerde op wolfraam gebaseerde grondstoffen, wordt de classificatie van wolfraam-rheniumlegeringen weergegeven in figuur 1.

De belangrijkste verwerkingsmaterialen van wolfraam-rheniumlegeringen zijn draad en plaat. Zijde is goed voor de overgrote meerderheid. Hoofdzakelijk gebruikt als structurele materialen op hoge temperatuur.

Wolfraam-rheniumlegering heeft betere mechanische eigenschappen en ductiliteit dan puur wolfraam en heeft een hoge soortelijke weerstand, dus het heeft een betere verwerkbaarheid en lasbaarheid. Een wolfraam-rheniumlegering die 3 procent renium bevat, kan worden gebruikt als het kernmetaal van elektronenbuisgloeidraad, roosterdraad en directe verwarmingskathode. Een wolfraam-rheniumlegering die thorium bevat, dat wil zeggen een thorium-wolfraam-rheniumlegering, wordt gebruikt als een kathode met directe verwarming van een grote lanceerbuis, en de prestaties zijn beter dan die van een thorium-wolfraamkathode, en het is niet gemakkelijk te vervormen bij hoge temperatuur. de

Schroot van wolfraam-rheniumlegeringen is voornamelijk een wolfraam-rheniumlegering en omvat ook een molybdeen-rheniumlegering. De methoden voor het terugwinnen van renium uit een afvalwolfraam-rheniumlegering omvatten de oxidatieve biogenese-methode en de salpetersmelt-ontledings-ionenuitwisselingsmethode.

Productieproces

Figuur 2

Er zijn twee methoden om een ​​wolfraam-rheniumlegering te produceren: poedermetallurgie en smelten. Het productieproces is weergegeven in figuur 2. Bij de daadwerkelijke productie domineert de poedermetallurgiemethode. Isostatisch persen en middelfrequente inductieverwarmingssinteren kunnen hoogwaardige legeringsblanks verkrijgen met de beste uniformiteit en consistentie.

Bereiding van wolfraamrheniumpoeder

figuur 3

De methode voor het bereiden van wolfraam-rhenium voorgelegeerd poeder is de sleutel tot de uniformiteit van de legeringssamenstelling. De vergelijking van verschillende voorgelegeerde methoden wordt weergegeven in figuur 3.

Billet Voorbereiding

De legeringscompact kan worden gemaakt door het vormen van een stalen mal of koud isostatisch persen, en de compact wordt gesinterd tot een dichte staaf met een relatieve dichtheid van 85 procent tot 95 procent in een waterstofdoorlatende verticale smeltoven, een waterstofdoorlatende middenfrequentieoven of een waterstofdoorlatende weerstandsoven. Er zijn ook blokken gemaakt door heet isostatisch persen.

Verwerken

Figuur 4

Van gesinterde blokken worden verschillende soorten verwerkte materialen gemaakt, zoals staven, draden, platen, folies en strips, door middel van verschillende verwerkingsmethoden (zwenksmeden, walsen, trekken, enz.). De samenstelling van wolfraam-rheniumlegering met goede verwerkingsprestaties is W- (18 ~ 26) Re. De aanbevolen optimale smeedtemperatuur voor legeringsverwerking is 1500 graden en de gloeitemperatuur is 1600 ~ 1800 graden. Voor legeringen met een Re-gehalte > 26 procent is het toegestane sigmafase-gehalte beperkt. Hoewel het neerslaan van deze tweede fase tot materiaalversterking leidt, is de verwerkbaarheid nog steeds zeer goed. Legeringen met Re-gehalte<18% can be processed smoothly, but require a higher initial processing temperature.

Draad is het belangrijkste verwerkingsmateriaal van de w-Re-legering. De soorten wolfraam-rheniumdraad in mijn land zijn geclassificeerd op basis van verschillende eigenschappen en de chemische samenstelling wordt weergegeven in figuur 4.

Figuur 5

Composietversterkingsmethode is een effectieve methode om de mechanische eigenschappen bij hoge temperaturen van W-Re-legeringen verder te verbeteren. Het toevoegen van Hfc-deeltjes of het toevoegen van ThO2-deeltjes aan de legering is de meest gebruikelijke composietmethode en de voorbereide legeringssystemen omvatten het W-He-Hf-C-systeem en W-He-ThO₂systeem. De deeltjesverdeling in de legering verandert continu met het verwerkingsproces. Figuur 6 atlas (a) toont de microstructuur van de Hfc-deeltjesverdelingsverandering in de W-24.5Re-2Hfc-legeringsstaaf. Na heet isostatisch persen (staaf ∅ 41 mm) bereikt de relatieve dichtheid van de legering 99 procent en worden de deeltjes in de compacte structuur verdeeld in korrelgrenzen en korrels (zoals weergegeven in figuur 6 (a)), en in de daaropvolgende hete smeedproces In Hfc, wanneer de vervormingssnelheid 62 procent bereikt, verschijnt de σ-fase in de structuur en concentreren de Hfc-deeltjes zich tot aan de korrelgrens (Figuur 6, atlas (b)). De verbetering van de mechanische eigenschappen bij hoge temperatuur van de legering wordt weergegeven in figuur 6 (c). Figuur 6 Atlas (d) en (e) zijn de vergelijking van de microstructuur van W-Re-legering, W-Re-ThO₂ legering en W-Re-Hfc-legering na 2500K gloeien. Het is te zien dat de morfologie die wordt gepresenteerd door het toevoegen van deeltjes niet hetzelfde is.

Prestatie

Wolfraam-rheniumlegering heeft een reeks uitstekende eigenschappen, zoals een hoog smeltpunt, hoge sterkte, hoge hardheid, hoge plasticiteit, hoge herkristallisatietemperatuur, hoge soortelijke weerstand, hoge thermo-elektrische potentiële waarde, lage dampdruk, lage elektronenwerkfunctie en lage brosheid overgang temperatuur. De eigenschappen van typische wolfraam-rheniumlegeringen worden weergegeven in figuur 7 (a) aan de rechterkant. Uit de rechterfiguur van figuur 7 blijkt dat de herkristallisatietemperatuur van gedoteerd renium veel hoger is dan die van zuiver wolfraamrenium.

Figuur 7

De trekeigenschappen bij hoge temperatuur van verschillende wolfraam-rheniumlegeringen worden weergegeven in figuur 7 (b) aan de rechterkant. Uit figuur 7 blijkt dat de trekeigenschappen van deze legeringen veel hoger zijn dan die van puur wolfraam bij ongeveer 1500 graden. Het voorbeeld van het toevoegen van Hfc om de mechanische eigenschappen bij hoge temperatuur van een wolfraam-rheniumlegering te verbeteren, wordt getoond in figuur 7 (c) van het microstructuurgedeelte hierboven.

Sollicitatie

Zowel wolfraam als renium zijn vuurvaste metalen die veel worden gebruikt in toepassingen bij hoge temperaturen. Maar ze hebben ook nadelen, puur wolfraam is bros en de herkristallisatietemperatuur is erg laag; puur renium heeft slechte verwerkingsprestaties en is duur. Zodat hun toepassingsgebied zeer beperkt is. Van wolfraam en renium worden wolfraam-reniumlegeringen gemaakt met verschillende componenten. Deze legeringen overwinnen de tekortkomingen van puur wolfraam en puur renium en hebben veel uitstekende eigenschappen, zoals een hoog smeltpunt, hoge sterkte, hoge hardheid, hoge plasticiteit, hoge soortelijke weerstand en hoge herkristallisatietemperatuur, hoge thermo-elektrische potentiële waarde, lage dampdruk, lage elektronenwerkfunctie en lage plastic-brosse overgangstemperatuur, enz. Tegelijkertijd hebben ze ook een uitstekende weerstand tegen "waterkringloop" reactieprestaties, en de prijs is 75 ~ lager dan pure rhenium 95 procent.

Daarom worden wolfraam-rheniumlegeringen veel gebruikt in elektronische technologie, thermische controle, moderne nucleaire technologie en ruimtevaarttechnologie, temperatuurmeting, instrumentatie, elektrische apparaten en andere geavanceerde wetenschappelijke en technologische afdelingen. Met name draad van wolfraam-rheniumlegering is gecombineerd tot een thermokoppel, dat een hoog thermo-elektrisch potentieel en gevoeligheid heeft, en een breed scala aan temperatuurmetingen, een hoge reactiesnelheid en een goede corrosieweerstand heeft. Het is een goed warmtegevoelig materiaal op het gebied van temperatuurmeting. Aangezien wolfraam-rhenium thermokoppels platina-rhodium thermokoppels vervangen is de algemene trend.

• Toepassing in elektrische vacuümtechnologie

De belangrijkste prestatie-eisen voor elektronenbuizen, kinescopen en gloeilampfilamenten zijn:

① Goede ductiliteit bij lage temperatuur (dat wil zeggen, goede vervormbaarheid van eenmalige draadwikkeling). Het verwerkte filament wordt gewikkeld, gevouwen of gedraaid tot filamenten van verschillende vormen en maten, die een goede isolatie tussen elkaar, een lage plastic-brosse overgangstemperatuur, goede uniformiteit en consistentie moeten hebben;

② Uitgloeien bij lage temperatuur heeft een goede vervormbaarheid (dat wil zeggen een goede vervormbaarheid van secundaire wikkelingen). De gloeidraaddelen na primaire wikkeling moeten worden gegloeid om de vorm en grootte van de onderdelen te fixeren. Over het algemeen wordt gloeien uitgevoerd binnen het temperatuurbereik van de primaire herkristallisatie van de draad. Alleen draden met een goede gloeiductiliteit bij lage temperatuur kunnen voldoen aan de vereisten van secundaire wikkeling (dubbele helixfilament) of meervoudig wikkelen en vouwen;

⑧ Goede ductiliteit bij hoge temperaturen (d.w.z. ductiliteit na secundaire herkristallisatie). Tijdens het proces van het verwijderen van de kerndraad, het transporteren en installeren van de buis, moet deze worden blootgesteld aan trillingen en schokken, en de gloeidraad met slechte ductiliteit zal worden vernietigd. Het afgewerkte filament moet bij hoge temperaturen worden gebruikt en het filament moet tijdens gebruik in de gewenste vorm worden gehouden;

④ Anti-uitzakkende prestaties bij hoge temperaturen zijn goed. Aangezien het grootste deel van het filament in een spiraalvorm bestaat, is het filament langer en heeft het een bepaalde kwaliteit. Om de toonhoogte tijdens gebruik onveranderd te houden, is weerstand tegen doorzakken bij hoge temperaturen de sleutel.

• Gebruikt als elektrisch contactmateriaal

Veel contactmaterialen worden vaak gebruikt in elektrische schakelaars, zoals claxoncontacten en ontstekingscontacten, spanningsregelaarcontacten, telefooncontacten, verschillende elektrische schakelcontacten, enz. Tijdens het werken heeft elk paar contacten de kenmerken van onderlinge wrijving, vonkcorrosie en hoogfrequent contact. Daarom moet het contactmateriaal aan de volgende vereisten voldoen: ①De contactweerstand van het materiaal is klein, ②De volt-ampère-karakteristiek van de boog is klein, ⑧De dip Erosiesnelheid is klein.

De metalen die kunnen worden gebruikt als contactmaterialen zijn: koper, zilver, platina, rhodium, iridium, wolfraam, molybdeen, renium, wolfraam-koperlegering, wolfraam-zilverlegering, wolfraam-kinlegering en legering met een hoog soortelijk gewicht. Wolfraam, molybdeen, renium en hun legeringen worden veel gebruikt in claxoncontacten en ontstekingscontacten voor auto's. Het gebruik van een wolfraam-rheniumlegering als contactmateriaal is nog steeds een product dat de afgelopen jaren is ontwikkeld. Het kan worden vergeleken met contacten van platina, iridium, rhodium en andere edelmetalen.

• Gebruikt als thermokoppelmateriaal

Draden van wolfraam-rheniumlegeringen van verschillende samenstellingen kunnen worden gecombineerd tot thermokoppels van wolfraam-rhenium. Wolfraam-rhenium thermokoppels die veel worden gebruikt in de industriële praktijk zijn: W/W-26Re-gedoteerd, W-3Re/W-25Re, W-5Re/W{{7 }}Re en W-5Re/W-26Re en andere wolfraam-rhenium thermokoppels . Ze hebben een hoge thermo-elektrische potentiaalwaarde en hoge gevoeligheid, thermo-elektrische potentiaal - temperatuurcorrespondentierelatie is goede lineariteit, hoge meettemperatuur (tot 2800 graden), hoge precisie (de toegestane afwijking is ±{{ 17}}.25 procent t, ±0,5 procent t en ±0,5 procent t en ± 1 procent t en andere drie).

Wolfraam-rhenium thermokoppels worden voornamelijk gebruikt voor temperatuurmeting in vacuüm, reducerende atmosfeer en inerte atmosfeer voor temperatuurmeting en veld bij hoge temperaturen. Het nemen van enkele speciale anti-oxidatiemaatregelen in een oxiderende atmosfeer kan het platina-rhodium thermokoppel voor temperatuurmeting vervangen. De prijs van wolfraam-rhenium thermokoppel is 12 tot 18 keer lager dan die van enkel platina-germanium thermokoppel. De temperatuurmeting van wolfraam-rhenium thermokoppel in plaats van platina-rhodium thermokoppel heeft duidelijke economische voordelen en er wordt steeds meer aandacht aan besteed door mensen.

• Andere applicaties

(1) Structurele materialen op hoge temperatuur

Wolfraam-rheniumlegeringen die in ruimtevaartvoertuigen worden gebruikt, zijn onder meer: ​​hitteschilden, perifere delen van raketstraalpijpen, kegeldelen, coatings voor motoren of motoronderdelen. Tungsten-rhenium legering containers en smeltkroes materialen verwarmd tot 2000 graden zonder reactie voor het raffineren van uranium. Wolfraam-rheniumlegeringen worden gebruikt voor verwarmingselementen en hitteschilden van hogetemperatuurovens, smeltkroezen voor het verdampen van zeer zuivere metalen en veren, schroeven, moeren, steunstaven en drijfstangen in velden met hoge temperaturen, die een goede plasticiteit hebben.

(2) Slijtvaste materialen

Omdat wolfraam-rheniumlegering een hoge hardheid, hoge sterkte, goede slijtvastheid en corrosieweerstand heeft, kan het worden gebruikt om druknaalden van printers te maken en kan de levensduur 100 miljoen keer bedragen. Daarnaast kan het ook penpunten, zwaartepunthamers en slijtvaste onderdelen van landmeetkundige en karteringsinstrumenten maken.

(3) Elektrodemateriaal

Staven van wolfraam-rheniumlegeringen die thoriumoxide, zirkoniumoxide en ceriumoxide gedispergeerde deeltjes bevatten, worden gebruikt voor elektroden van argonbooglasmachines en niet-afsmeltende elektroden voor het smelten van elektrische vlamboogovens. Het is bestand tegen hoge temperaturen en ablatie en heeft een lange levensduur.

Metaal spuitgietproces

Detectie systemen