Совокупность механических, физических и химических свойств тугоплавких металлов выдвигает их на первое место как основу для создания особо жаропрочных материалов, работающих в экстремальных температурах и силовых условиях, когда ни один другой материал работать уже не в состоянии. Только повышенная окисляемость и хладноломкость некоторых из них сдерживает более широкое их применение.
В настоящее время основное количество производимых тугоплавких металлов потребляется черной металлургией для легирования стали, чугуна и других сплавов на железной основе. Внимание металлургов привлекает легирующая, раскисляющая и карбидообразующая способности тугоплавких металлов. Расширяется потребление тугоплавких металлов в цветной металлургии для легирования сплавов меди, алюминия, никеля, магния и других металлов.
  | Опубликовал: admin   |   Просмотров: 577   |   Комментарии (0) |   
Иногда ухудшение механических свойств удается уменьшить введением высокореактивных легирующих присадок, способных связать поглощаемые металлоиды в неметаллические соединения, выделяющиеся в виде дисперсных частиц в металле. Это достигается, например, при поглощении углерода сплавом молибдена с 0,07 % (по массе) циркония.
При атмосферном давлении высокочистых защитных газов общее давление газовых примесей составляет ~;1 Па. При отжиге в вакууме такая величина давления считается очень или достаточно высокой. При учете высоких коэффициентов реакций, которые могут при взаимодействии с кислородом или углеводородами достигать 0,5-1, легко объясняется значительное поглощение примесных газов из защитных газовых сред. Однако прогнозировать поглощаемые количества заранее очень трудно, так как реакции с газами зависят от специфики экспериментов или рабочих условий.
  | Опубликовал: admin   |   Просмотров: 427   |   Комментарии (0) |   
Кривая 2 соответствует проведению измерений в аналогичных условиях, но с конечным вакуумом, равным только 4 МПа. Без геттерирования аргона в этой же установке получена кривая 3, а в техническом сварочном аргоне 99,99% (объемн.) - кривая 4. Хорошо видно, что оптимальное уменьшение скорости потери металла (кривая 1) с повышением давления газа не достигается при образовании летучих оксидов в средах, загрязненных кислородом (кривые 3 и 4).
Кроме того, примеси инертных газов, образуя твердые растворы внедрения и дисперсные выделения интерметаллических соединений на поверхности и внутри металла, загрязняют его. При этом протекают те же реакции, что и в чистых средах примесных элементов при соответствующих парциальных давлениях. Скорость же протекания этих реакций уменьшается из-за диффузионных процессов в пограничном слое, ощутимо проявляющихся при давлениях > 102 Па.
  | Опубликовал: admin   |   Просмотров: 251   |   Комментарии (0) |   
Среды используются при плавке и термообработке, а также, часто, в условиях применения тугоплавких металлов. Нагнетаемый инертный газ подавляет или, по крайней мере, уменьшает взаимодействие тугоплавких металлов и компонентов их сплавов с воздухом, т.е. прежде всего с кислородом, приводящим, как известно, к катастрофическому окислению, и, кроме того, уменьшает испарение металла и особенно легколетучих легирующих компонентов сплавов. В качестве защитных в первую очередь используются инертные газы (прежде всего аргон, часто гелий). Для чистых металлов VI и VII групп: молибдена, вольфрама, а также рения часто используется азот, водород и их смеси, так как растворимость водорода и азота в этих металлах крайне низка.
Уменьшение испарения металлов и компонентов сплавов в инертных средах связано с затруднением выхода атомов испаряемого металла, которые в присутствии инертного газа должны диффундировать через слой его молекул или атомов у горячей поверхности металла. Повышение давления увеличивает число столкновений атомов испаряющегося металла и инертного газа, а следовательно, и количество атомов металла, отталкиваемых назад к его поверхности.
  | Опубликовал: admin   |   Просмотров: 219   |   Комментарии (0) |   
А при палладиевом покрытии скорость реакции достигает почти теоретической, определяемой диффузией, величины.Знаки "Ра-О" и "О-Ра" означают насыщение металла кислородом соответственно до или после нанесения защитного палладиевого покрытия. В обоих случаях скорость реакции с водородом уменьшается по сравнению с чистым палладиевым покрытием. Но она остается выше, чем у непокрытого тантала.
Поглощение водорода отожженным в вакууме ниобием при давлениях 104-105 Па характеризуется параболической зависимостью. Следовательно, скорость реакции определяется диффузией водорода в металле. При низких (104-102 Па) давлениях скорость реакции зависит в первую очередь от подвода молекул водорода и их последующей адсорбции. При г = = 9О+730°С и Рн2 = 5-10_6+6-10"г Па коэффициент реакции равен 0,13 и практически не зависит от температуры.
  | Опубликовал: admin   |   Просмотров: 507   |   Комментарии (0) |   
Взаимодействие тугоплавких металлов с водородом имеет исключительно большое значение для их изготовления, обработки и применения при высоких температурах. Растворимость водорода в ниобии и тантале очень велика. Области твердых растворов внедрения в этих системах простираются практически вплоть до гидридов NbH и ТаН. Однако равновесное давление водорода над этими твердыми растворами очень велико, и поэтому растворимость водорода сильно зависит от его давления над металлом. Например, при 1200 °С и Рн2 = 1»3-104 Па в ниобии и тантале растворяется только ~0,4% (ат.) Н . Изобарная растворимость водорода в молибдене и вольфраме при этой температуре меньше: 0,02 и 0,0002 % (ат.) соответственно при рн, = 105 Па.
При отжиге в водороде (1200°С) рений не взаимодействует с ним. Взаимодействие ниобия и тантала в водородом весьма важно прежде всего при низких температурах (особенно при комнатной и до- 196 °С температурах).
  | Опубликовал: admin   |   Просмотров: 342   |   Комментарии (0) |