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鉬合金

什麼是鉬合金?

鉬合金,英文名稱:molybdenum alloy,以鉬為基體加入其他元素而構成的有色合金,主要合金元素有鈦、鋯、鉿、鎢及稀土元素。

鈦、鋯、鉿元素不僅對鉬合金起固溶強化作用,保持合金的低溫塑性,而且還能形成穩定的、彌散分佈的碳化物相,提高合金的強度和再結晶溫度。

钼合金钼合金钼合金

鉬合金的主要強化途徑是固溶強化、沉澱強化和加工硬化。通過塑性加工可制得鉬合金板材、帶材、箔材、管材、棒材、線材和型材,還能提高其強度和改善低溫塑性。

鉬合金有什麼特點?

高密度、高熔點、低蒸氣壓、低熱膨脹、增強的熱強度、韌性和耐腐蝕性。

鉬合金有哪幾種呢?

按合金金屬元素可將鉬合金分為以下幾類:

1. 二元系鉬合金

二元系鉬合金是指在鉬中加入單一合金元素的鉬合金。這類合金可分為兩類:一類是以鎢、錸為合金元素的鉬合金。這類合金中合金元素添加量大,合金性能主要表現為硬度和耐熱強度良好;另一類是以鈦、鋯、鉿為合金元素的鉬合金,其特點是添加量小合金性能和純鉬相比略有提高,主要有 Mo-0.5Ti、 Z-6 、MHC幾種。

2. 多元系鉬合金

多元系鉬合金是在二元系鉬合金基礎上。為了進一步提高合金性能而加入第二種或多種合金成分所形成的具有一定優良性能的合金。主要有以下幾種系列:

a. Mo-Ti-Zr-C 系列

該類合金是在 Mo-0.5Ti 的基礎上加入一定量的鋯和碳元素而形成,是目前國內外最為成熟 使用量最大的一類優秀的鉬合金,多見於板、帶、箔材少用於絲棒材。主要牌號有 TZC 和 TZM 兩種。

b .Mo-Hf-Zr-O 系列

此類合金是在 Mo-Ti-Zr-C 系列合金的基礎上 為了進一步改善合金性能,以鉿代鈦而形成 由於科研者在鉿用量上配比的不同而形成了 ZHM、ZHM4、ZHM6、ZHM7、ZHM8多種牌號這類合金也較為優秀 但目前國內外並未見大量使用的報導。

c. Mo-W-Hf-C 系列和 Mo-W-Hf-Zr-C 系列

這兩種合金製作的目的在於將基體固溶體大量合金化的強化效果與微量元素碳化物彌散強化相結合,從而製作出具有良好綜合性能的合金(強度、硬度高、高溫性能好並克服高溫使用後的室溫脆性) 目前據有關報導有 M25WH1、M25WH2、HWM25、M25WZH1幾種牌號 但均不成熟。

钼合金3. 摻雜鉬合金

摻雜鉬合金是採用濕法或幹法摻雜。在純鉬中加入一定量的鉀、矽、鋁元素,可以使鉬的再結晶溫度得到大幅度提高,即使再結晶後仍具有很好的塑性。這種鉬合金的再結晶溫度是目前國內外資料報導的最高的一種,可達1800它不僅應用於絲棒材,而且在板、帶、箔材上也有著廣泛的應用前景。

在某些軍工應用方面將鉀、矽、鋁的摻雜作用與錸的固溶強化作用融合可制得滿足特殊高性能要求的產品

4. 稀土鉬合金

在鉬合金的研製過程中,稀土氧化物因其穩定的化學結構和良好的強化效果而顯得異常活躍 稀土氧化物的加入可明顯的提高鉬的再結晶溫度和抗下垂性能 而且對其單元系合金和多元系合金也做了大量試驗。目前所成熟的有以下幾種:

a. MLa 和 MY鉬合金
在純鉬中加入1%~2%的 La2O3或 Y2O3。該合金高溫性能好,應用前景廣闊

b. Mo-0.5Ti+Y 鉬合金
在單元素合金基礎上加入Y2O3做彌散合金。有望在板、帶、箔領域內爭得一席之地

c. TZM、TZC、ZHM鉬 合金
钼合金在 TZM、TZC、ZHM 鉬合金中加入稀土氧化物的工作,目前正處於科研開發階段。

按強化類型可將鉬合金分為以下幾類:合金元素固溶強化型合金 、彌散強化型合金 、摻雜強化型合金及綜合強化型合金 。

鉬合金有什麼用途呢?

用於熱加工模具

航空、航天部門主要用鉬合金製作模具和用於高溫鍛制發動機部件。其應用材料主要是活性金屬碳化物強化鉬、任選元素強化鉬和機械式彌散二相強化鉬3種合金。活性金屬碳化物強化鉬合金具有良好的高溫強度和較高導熱性 ,因而主要用於熱加工模具工業。正是因為鉬的高導熱性和低熱膨脹性而成為首選的耐熱衝擊材料。

用於熔融金屬加工

鑄鋁廠用鉬克制其加工材料的熱裂問題,即通常在加工材易生熱裂部位使用TZM合金 (鈦-鋯-鉬)型芯和芯棒(杆),亦可避免材料出現熱裂現象。使用TZM和M HC合金亦可提高加工設備的快速凝固能力。鎢-鉬合金具有同樣的耐蝕性,可明顯降低生產成本。因此目前研發出宜在葉輪、泵組和熔融鋅管系統推廣應用的Mo-25% W和Mo -30 %W合金材料。

用於熱噴塗處理

可用鉬對活塞環進行熱噴塗處理。其方法是用鉬粉與含鎳(Ni)和鉻(Cr)的粘結劑相混合,然後將混料以等離子體方式噴塗在活塞上。其塗層可以是純鉬或鉬合金混合粉料,既耐磨損又耐腐蝕,因而適於造紙業應用钼合金。而且,鉬粉還可與不同含量的鎳、鉻、硼和矽粉混合成不同的粉末混合物,但噴塗粉末要求其流動性好,熱噴塗粉一般在噴幹後應呈球形或近球形狀。

此外,鉬及鉬合金混合粉末還可用於等離子噴嘴緻密成不同品質、更耐磨損和耐腐蝕的預合金粉末。

用於化學處理

玻璃熔化加工用鉬作電極材料亦可提高傳統熔爐的加工能力。由於鉬具有高溫強度和熱穩定性而適用於作高溫爐構件材料。

例如,鉬及鉬合金多用作熱等靜壓 (HIP)裝置材料、加熱元件、套筒和支架;陶瓷在普遍使用鉬夾具和燒結鉬舟;電子工業生產氧化物陶瓷製品也幾乎都是用鉬載體燒制的。

此外,得益於鉬與熱氣體的相容性及其高溫強度而使其能在航空航太和國防工業等領域也得以應用。但鉬的抗氧化性差卻又使其應用範圍受到一定限制。鉬主要用作時速快、性能良好的火箭和活性氣閥等部件材料。

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