钼合金

钼合金钼合金

钼合金具有优良的高温强度和机械稳定性(高达1900℃)。它们的高延展性和韧性提供一个缺陷,比陶瓷脆性断裂具有更大的容忍。

钼合金的种类

一.TZM和TZC钼合金
TZM合金是含05%Ti,0.08%Zr和0.01%~0.04%C的钼 基合金,由于少量精细弥散的颗粒添加剂阻止钼在高温条件下晶粒长大,这样就显著的提高了高温强度和抗再结晶温度。TZC合金是一种合金化元素,含量比 TZM合金高的钼合金,是TZM钼合金的一个改进品种,它具有较好的时效热处理强化效应。但由于TZC合金成本高,加工困难,因此还没有取代TZM合金。
与纯钼相比,TZM(或TZC)合金具有较高的再结晶温度和高温强度,因此TZM钼合金常被选作模铸工具和高温炉的器件,如支撑架、舟皿和料盘。在玻璃行 业中,TZM合金代替低碳的纯钼材,因为在制造玻璃时,温度>1400℃,活性金属碳化物不会分解,因而防止气泡的形成,提高了玻璃产品质量,延长 了钼电极的使用寿命。此外,TZM合金还可做铝合金和Ag-Cd合金的挤压模、热镦锻用的铁砧、导向电极、锻模和喷嘴等材料。


二.MHC和ZHM合金
是以添加Hf代替Ti的用形成双相组织的方法强化钼合金。ZHM比MHC具有更佳的性能。合金的性能与加工变形程度,热处理条件有很大关系。如MHC系 中,Mo-1Hf-0.05C合金,用粉末冶金制成的锭子,经锻造变形量达60%时,在950~1250℃温度下的拉伸强度比TZM的要高出20%,各方 向的延伸率1%~10%。
ZHM系中有ZHM4(Mo-1.2Hf-0.4Zr-0.15C);ZHM6(Mo-1.5Hf-0.5Zr-0.19C);ZHM7(Mo- 1.8Hf-0.6Zr-0.23C);ZHM8(M-2.1Hf-0.7Zr-0.27C)四种成分合金。这些合金都具有极好的加工性能,较好的高温强 度和低温延性。


三.Mo-W合金
用钨合金化提高钼的耐热强度。由于加入25%~30%W时,合金的工作温度提高大约200℃。Mo-W合金只能以部件的形式生产,而不能生产板和丝材。 Mo-W合金具有比纯钼稍高的再结晶温度。它对熔化锌具有优良的耐腐蚀性能,所以其主要应用是在锌工业中,如用于自动模铸机械上泵构件、铸造阀、虹吸管和喷嘴等。


四.Mo-Re合金
尽管铼稀缺而昂贵,但由于具有独一无二的热温度高、塑性好综合性能,因此不仅在电子工业中应用,通常用Mo-5Re和Mo-41Re做热电偶丝材和航天航空中作结构材料,Mo-50Re作高温结构材料。


五.MH和KW钼合金
为了解决钼在高温下产生下垂的问题,通常在钼中掺杂K、Si、Al来提高其再结晶温度。由于掺杂和单方向激烈加工产生搭接的纤维结构,使再结晶温度由纯钼的 1400℃提高到约1800℃。在使用时即使在再结晶温度下,仍然保持着延性,掺杂钼在1800℃下蠕变速度比纯钼低大约1000倍,不仅优于纯钼而且也 优于TZM和加稀土元素,氧化物的钼合金性能,所以用它制作的零件甚至在高温下仍保持尺寸稳定。

在强度性能方面,掺杂钼在高温条件下显示出很大的优越性。尽管在1000℃以下,TZM和纯钼的强度都高于掺杂钼。这就说明温度越高,气泡强化越有效果。


掺杂钼由于具有上面优越性能从而产生一些典型的应用,如汽车和摩托车前灯中塑性支承丝,电子管和炉子加热元件、烧结和退火用的舟皿等。

钼合金的独特性能的应用:

  • 高温加热元件,辐射屏蔽,挤压,锻造模具等;
  • 旋转透视在临床诊断用阳极;
  • 玻璃熔化炉电极和组件的抗熔融玻璃;
  • 与热膨胀系数匹配的硅半导体芯片散热片坐骑;
  • 溅射层,只有埃(10-7毫米)厚,大门和集成电路芯片的互连;
  • 汽车活塞环和机器部件喷涂涂料,以减少摩擦,提高磨损。

钼与其他金属合金用于其它应用:

  • 钼钨合金制作特殊耐锌液;
  • 钼铜包提供低膨胀,高导电性电子线路板;
  • 钼铼合金的25%用于液体火箭发动机部件和金属换热器必须在室温韧性。
钼合金和材料系统
系统 范例 特性
纯钼 99.95 wt % Mo 高温强度, 热导率,热膨胀
置换合金 Mo-W 改进的热强度; 耐腐蚀锌
Mo-Re 改进的低温韧性
硬质合金稳定合金 TZM 改进的热强度和抗蠕变性
MHC 高等热强度和抗蠕变性比TZM
氧化物分散系统 La2O3 (ML,ODS-Mo) 杰出的热强度和抗蠕变性
Y2O3(MY) 杰出的高温强度,抗蠕变性
其他系统 Cu-Mo-Cu层压板 工程热性能
Mo-Ni >层压板 可焊性
复合材料 各向同性热性能设计

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