鉬合金

鉬合金鉬合金

鉬合金具有優良的高溫強度和機械穩定性(高達1900℃)。它們的高延展性和韌性提供一個缺陷,比陶瓷脆性斷裂具有更大的容忍。

鉬合金的種類

一.TZM和TZC鉬合金
TZM合金是含05%Ti,0.08%Zr和0.01%~0.04%C的鉬 基合金,由於少量精細彌散的顆粒添加劑阻止鉬在高溫條件下晶粒長大,這樣就顯著的提高了高溫強度和抗再結晶溫度。TZC合金是一種合金化元素,含量比 TZM合金高的鉬合金,是TZM鉬合金的一個改進品種,它具有較好的時效熱處理強化效應。但由於TZC合金成本高,加工困難,因此還沒有取代TZM合金。
與純鉬相比,TZM(或TZC)合金具有較高的再結晶溫度和高溫強度,因此TZM鉬合金常被選作模鑄工具和高溫爐的器件,如支撐架、舟皿和料盤。在玻璃行 業中,TZM合金代替低碳的純鉬材,因為在製造玻璃時,溫度>1400℃,活性金屬碳化物不會分解,因而防止氣泡的形成,提高了玻璃產品品質,延長 了鉬電極的使用壽命。此外,TZM合金還可做鋁合金和Ag-Cd合金的擠壓模、熱鐓鍛用的鐵砧、導向電極、鍛模和噴嘴等材料。


二.MHC和ZHM合金
是以添加Hf代替Ti的用形成雙相組織的方法強化鉬合金。ZHM比MHC具有更佳的性能。合金的性能與加工變形程度,熱處理條件有很大關係。如MHC系 中,Mo-1Hf-0.05C合金,用粉末冶金製成的錠子,經鍛造變形量達60%時,在950~1250℃溫度下的拉伸強度比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)四種成分合金。這些合金都具有極好的加工性能,較好的高溫強 度和低溫延性。


三.Mo-W合金
用鎢合金化提高鉬的耐熱強度。由於加入25%~30%W時,合金的工作溫度提高大約200℃。Mo-W合金只能以部件的形式生產,而不能生產板和絲材。 Mo-W合金具有比純鉬稍高的再結晶溫度。它對熔化鋅具有優良的耐腐蝕性能,所以其主要應用是在鋅工業中,如用於自動模鑄機械上泵構件、鑄造閥、虹吸管和噴嘴等。


四.Mo-Re合金
儘管錸稀缺而昂貴,但由於具有獨一無二的熱溫度高、塑性好綜合性能,因此不僅在電子工業中應用,通常用Mo-5Re和Mo-41Re做熱電偶絲材和航太航空中作結構材料,Mo-50Re作高溫結構材料。


五.MH和KW鉬合金
為了解決鉬在高溫下產生下垂的問題,通常在鉬中摻雜K、Si、Al來提高其再結晶溫度。由於摻雜和單方向激烈加工產生搭接的纖維結構,使再結晶溫度由純鉬的 1400℃提高到約1800℃。在使用時即使在再結晶溫度下,仍然保持著延性,摻雜鉬在1800℃下蠕變速度比純鉬低大約1000倍,不僅優於純鉬而且也 優於TZM和加稀土元素,氧化物的鉬合金性能,所以用它製作的零件甚至在高溫下仍保持尺寸穩定。

在強度性能方面,摻雜鉬在高溫條件下顯示出很大的優越性。儘管在1000℃以下,TZM和純鉬的強度都高於摻雜鉬。這就說明溫度越高,氣泡強化越有效果。


摻雜鉬由於具有上面優越性能從而產生一些典型的應用,如汽車和摩托車前燈中塑性支承絲,電子管和爐子加熱元件、燒結和退火用的舟皿等。

鉬合金的獨特性能的應用:

  • 高溫加熱元件,輻射遮罩,擠壓,鍛造模具等;
  • 旋轉透視在臨床診斷用陽極;
  • 玻璃熔化爐電極和組件的抗熔融玻璃;
  • 與熱膨脹係數匹配的矽半導體晶片散熱片坐騎;
  • 濺射層,只有埃(10-7毫米)厚,大門和積體電路晶片的互連;
  • 汽車活塞環和機器部件噴塗塗料,以減少摩擦,提高磨損。

鉬與其他金屬合金用於其他應用:

  • 鉬鎢合金製作特殊耐鋅液;
  • 鉬銅包提供低膨脹,高導電性電子線路板;
  • 鉬錸合金的25%用於液體火箭發動機部件和金屬換熱器必須在室溫韌性。
鉬合金和材料系統
系統 範例 特性
純鉬 99.95 wt % Mo 高溫強度, 熱導率,熱膨脹
置換合金 Mo-W 改進的熱強度; 耐腐蝕鋅
Mo-Re 改進的低溫韌性
硬質合金穩定合金 TZM 改進的熱強度和抗蠕變性
MHC 高等熱強度和抗蠕變性比TZM
氧化物分散系統 La2O3 (ML,ODS-Mo) 傑出的熱強度和抗蠕變性
Y2O3(MY) 傑出的高溫強度,抗蠕變性
其他系統 Cu-Mo-Cu層壓板 工程熱性能
Mo-Ni >層壓板 可焊性
複合材料 各向同性熱性能設計

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