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钼合金MoW,MoLa和其它


钼的某些性质在工业上具有重要的作用, 主要有熔点高、高弹性模量高、低温线性膨胀系数低、室温塑性好、耐热、高电、热等特点。电导率, 相对较小的捕获截面的热中子和几乎一半的密度钨.

钼作为结构金属的缺点是它会在高于500-700°c的温度下氧化,以及不能在高温和长负载条件下充分耐热的事实。钼的合金化在消除第一个缺点方面实际上没有效果,但是可以显着提高高温下的再结晶温度,拉伸强度和抗蠕变性,且在分散强化时 - 例如使用氧化镧 - 增加耐热性并改善塑形性能(降低脆性缺陷).

以下是合金钼制成的产品列表:

  • 钼钨合金MoW-PM热轧板.
  • 钼钨合金 MoW-2-PM 挤出半成品(经机械加工)
  • 钼钨合金坩埚.
  • 用于高温熔炉的钼钨和其合金.
  • 用于靶材的钼钨合金MoW10-PM.
  • 镧处理钼轧件和MoLa-PM产品.
  • 由MoW-2-PM制成的坯件.
  • 由MoY-PM钼合金制成的坯件机械加工.

1. MoW-PM钼 - 钨合金热轧板

应用

通过与钨形成固溶体(根据质量百分比的标称组成:Mo 70%,W 30%,合金成分含量±2%)强化的钼合金MoW具有比钼更高的再结晶温度(高达1200°c 变形比率为90%),耐高温,耐腐蚀和蠕变(高温蠕变)

 由MoW合金制成的轧件用于制造高温炉,用于供电半导体和其它装置电极的部件.

 MoW-PM 合金片材尺寸
厚度, mm 宽度, mm 长度, mm
0.8–0.9  30–300  80–1000
1.0–3.0 最大500 最大1000
3.1–15 最大500 最大1000

退火以去除内部应力,并保证微观结构可控。


明确的室温下片材的机械性能

片材厚度, mm

最小拉伸强度 σ,
N/mm2 (kgf /mm2), 
δ, %,
minimum

横向片材特性

0.8–0.9 830 (85) 8
1.0–3.0 780 (80) 8
3.1–6.0 780 (80) 6

根据与客户的约定(厚度可达110毫米,长度可达250毫米)制做小尺寸片材。

  2. 合金挤压件

应用

使用强化的MoW-2-PM钼钨合金制造的产品可用于生产在高温(高达2100°C)环境下工作的部件.

坯件采用粉末冶金技术,有俄罗斯中央科学与材料研究所(OAO CSRIM)和中央冶金研究所粉末冶金学院(PMI FGUP以IP BardinCSRIIM命名)提供技术支持。

坯件尺寸

  用以下的尺寸生产加工坯件:

  • 圆形,直径 of Ø 36, 53;
  • 长方形,切成64×46,长度至少为350毫米.

加工产品的表面粗糙度不超过6.3微米.

根据客户的要求,可以生产其他尺寸的产品。

 经过热处理并进行微观结构和机械性能测试的轧件已交付。

在测试温度下的最小机械性能

外形尺寸,mm

热处理变形 *

式样类型**

在测试温度下的机械性能(最小值)

20°C

150°C

1800°C

σB, MPa δ, % σB, MPa δ, % σB, MPa δ, %

64×46

A

纵向 650 5.0 n/a n/a 50 5.0
横向 500 1.0 500 2,0 50 5.0

B

纵向 500 5.0 n/a n/a 45 5.0
横向 450 2.0 450 2,0 45 5.0

Ø 53

A

纵向 650 5.0 n/a n/a 50 5.0
横向 500 0 500*** 2.0*** 50*** 5.0***

Ø 36

B

纵向 500 5.0 n/a n/a 45 5.0
横向 450 0 450*** 2.0*** 45*** 5.0***

备注:
* 热处理变形

 A — at 1300°C

B — at 1400°C

** 试样类型:

纵向,横向 - 样品的切割方向与挤出方向有关.

*** 性能不确定,由技术保证

  不适用 - 属性未确定

  相对伸长率δ≥2%时,达到条件屈服极限σ0,2。 机械性能的典型值超过保证参数15-35%.


在室温和1800°C条件下MoW-2-PM合金挤压和退火(用于内应力消除)棒的实际特性样品

d, MM *

ε , % * *

σB, MPa δ, % σB, MPa δ, %

20°C

1800°C

53 75 760 11.8 57.6 / 54.8 22.6 / 14.0
36 79 790 16.0 62.0 / 61.2 24.0 / 14.0

备注:
* 棒直径
** 变形比例

包括分数(/)的数字:分子表示在测试纵向样本期间获得的数据,分母表示横向样本的数据.

3. 钼钨合金MoW30-PM坩埚

 应用

用钨的固溶体强化的MoW30钼钨合金具有比钼更高的耐温性和抗蠕变性,并且机械加工性比钨高.

由烧结和锻造钼钨合金制成的MoW30-PM坩埚主要用于生长非常纯净的蓝宝石单晶技术中的刚玉.

坩埚的化学成分

 钼是基础,含有28-32%的钨。 该合金可以另外用B,Hf,Y,Zr,C的掺合物强化.

Recommendations

形状和尺寸

根据图纸生产坩埚。 形状和尺寸与客户达成一致。 坩埚的表面粗糙度不超过Rz 6.3。

坩埚密度:

烧结的MoW30-PM坩埚 - 至少10.9 g / cm3

锻造的MoW30-PM坩埚 - 至少11.2 g / cm3


有关坩埚储存和使用的建议。.

关于坩埚的使用、运输和储存的建议可以在标题为钨的章节中找到。钨坩埚».


4. 钼,钨及其合金在高温炉中使用的产品

应用

钼,钨V-MP和钼合金MoW30-PM(MoW30),MoLa-PM制成的产品用于装备真空和氢气炉,用于熔炼石英玻璃和生长蓝宝石单晶的装置的加热区,在制造燃料棒时对铀燃料进行退火,以及生产用于高温热交换器,热电转换器和其他高温工作的器件的部件.

形状和生产方式

根据客户的图纸,制件以烧结或者变形(通过锻造或轧制)坯料(板材,板材,煅件,棒材)的形式交付,或根据客户要求的表面粗糙度,几何尺寸和公差生产。

产品采用简单的形状制成:加工圆盘,平板,环,板,基板,支撑板,棒或电极;或复杂的形状:热屏,散热器,船只,紧固件等。有关产品规格的其他要求根据客户的要求设定

应用建议

在使用之前,客户的真空炉中使用的隔热屏和其他产品应按照以下方式在<10-4 mmhg(环面)真空中退火:

  • 加热到1000°经过至少3个小时的时间,
  • 保持在大约1000°至少1小时,
  • 加热到1400-1500°经过至少1小时的时间,
  • 保持在大约1400-1500°至少1小时,
  • 加热到2000-2200°经过至少1小时的时间,
  • 保持在大约2000-2200°至少1小时,
  • 在炉中冷却产品.

在使用过程中,产品不应受到冲击.

5.  钼 - 钨合金MoW10-PM用于溅射靶材的产品

应用

 MoW30-PM(MoW10)钼钨合金制成的产品被用作溅射靶材,在薄膜工艺生产电子元件和其它功能性涂层,以及高温真空和氢气炉生产时使用.


明确的MoW10-PM 99.95% 产品的化学构成
元素 质量百分比
Mo+W 最小99.95% 
W (10.0 ± 1.0) %

最大杂质, ppm, 

Fe 100
Al 50
Ni 50
Si 100
全部金属杂质 500
C 100
O 70
N 50

产品化学成分的其他要求可以根据客户的要求达成一致.

产品形状和尺寸

 产品采用盘式,盘式,环形,圆柱(棒)形式,形状简单而复杂

产品的形状和尺寸以及表面特性是根据与客户商定的图纸确定的。

  6. MoLa-PM镧处理的钼制成的轧制材料和产品

应用

在20世纪90年代后期,用氧化镧弥散强化的钼合金 - 所谓的ODS-Mo-赢得了国外的广泛认可和使用。 POLEMA以MoLa-PM(镧处理的钼)品牌生产这种合金

  推荐使用ODS-Mo作为一种更稳定的材料,用于取代许多球体中的其他钼合金,以便在高温(1600-1800°c或更高)温度下使用:

  • 电气工程:散热器,隔热屏,断路器部件和白炽灯部件;
  • 原子能和动力系统:用于冶炼核燃料的抗蠕变船,高温弹簧,高温转换器,用于循环涡轮机的叶片和轨道;
  • 原子能和动力系统:用于冶炼核燃料,高温弹簧,高温转换器,用于循环涡轮机的叶片和轨道的抗蠕变船;
  • 太空和火箭工业:用于喷气设备,高速发动机和火箭燃烧室的部件;   
  • 和其他行业。.

引入到体系中并包裹钼晶粒的氧化镧在变形过程中作为位错的位移障碍,使合金结构稳定;具有小颗粒尺寸,可确保拉伸强度和抗高温蠕变性。其他众所周知的工业合金 - 例如用β-TiZM(Mo-0.5Ti-0.08Zr,0.01-0.04℃质量%)类型的钛和锆的碳化物稳定化 - Mo-TZC(Mo-1,2Ti-0,3Zr,0,25℃质量%)不太稳定,因为在高温下碳化物组分变得粗大或溶解在钼基体中.

已经用氧化镧分散增强的钼合金与钼相比具有以下优点:退火后(具有内部应力除去),在室温下较高的拉伸强度,在再结晶状态下的高塑性,显着较低的冷剪切阈值,超过1.6在1600°C时抗拉强度更高,并且在1800°C长期抗拉强度测试过程中抗拉强度显着更高(一个数量级以上)当与通过电弧熔化或PM法获得的非合金钼相比时。.


轧制材料的保证化学成分和由镧处理的MoLa-PM牌钼制成的产品
元素 质量百分比
Mo  
La 0,40 ± 0,07%

最大杂质, ppm

Fe 100
Al 30
Ni 50
Si 50
Mg 20
Na 30
K 80
Ca 40
W 130
全部金属杂质 500
C 100

产品的形状和尺寸

MoLa-PM制成的产品以轧制板材,板材,板材,圆盘,锻造棒材,船,屏风和散热器部件的形式生产。

它生产的板材厚度为0.5毫米或更大

以下是轧材尺寸和表面质量的保证公差:

厚度±0.10%;

宽度± 0.8 mm;
长度 ± 1,6 mm 每304,8 mm of length;

研磨或研磨表面的粗糙度不得超过40Rz.

根据客户的要求设定钢材厚度,宽度和长度的具体尺寸和公差,锻造库存或加工产品,包括表面粗糙度要求。 除非另有规定,铣削或磨削表面的粗糙度不超过Rz40.

根据计划生产形状复杂的产品

卷材的机械性能

宽度, mm

拉伸强度 σB, N/mm2 (kgf/ mm2) 延伸率
δ, %

最小值

1.0- 2.0(包含) mm  690 (70) 5
> 2.0 to 4.0(包含)mm  690 (70) 10
> 4.0 to 6.0(包含)mm  640 (65) 8

厚度小于1毫米的片材进行弯曲测试,弯曲角度至少为90°。


 MoLa-PM 卷制片材和铸造棒材的样本实际特性
材料 测试温度, °C 拉伸强度
σB, kgf/ mm2
延伸率 δ, %
Mo-La-PM 片材
2.0–3.0
20 88–98 10–12
 Mo-La-PM 棒材
Ø 9.5
20 74–75 30–35

Mo-La-PM 棒材
Ø 20

1400 8.2–9.0 31–39
1800 6.3 9.2

用镧氧化物弥散强化的Mo-La-PM材料表现出优异的抗蠕变性。 其在电阻炉中的屏风和散热器形式的使用寿命是纯钼组件使用寿命的两倍以上。 该材料在高温下延长操作期间保持其纤维结构。 此外,由0.4-0.5mm制成的散热器和筛网部件在室温下保持可塑性,处于再结晶状态。


Fig.2:

MoLa-PM薄片的厚度为1mm的微观结构

  镧在弥散强化钼MoLa-PM结构中的分布

  7. 由MoWCu-2-PM材料制成的坯件

 在中央冶金科学研究院粉末冶金研究所的专家的技术支持下,使用粉末冶金技术生产坯件

应用

基于用铜渗入的钼 - 钨合金的成分材料在高温下显示出拉伸强度并且抵抗气体腐蚀。 它用于制造新设备在高温和动态负载下运行的部件.

材料特性

目前,MoWCu-2-PM材料用于生产直径为50或70毫米的圆柱形造型原料。 根据客户的要求,可以生产其他形状和尺寸的产品.

烧结框架渗透后的原料密度至少为 11.0 g/ cm³.

8. 由Moy-PMMOLYBENENOY合金制成的坯件

 在中央冶金科学研究院粉末冶金研究所的专家的技术支持下,使用粉末冶金技术生产坯件.

应用

弥散强化变形MoY-PM钼合金旨在用于制备能够在高温下长期工作的部件.

材料特性

目前,由MoY-PM合金制成的原料是以直径为66毫米,长度不小于310毫米,直径为90毫米,长度不小于230毫米的棒材生产的。 表面粗糙度不超过6.3微米。 根据客户的要求,可以根据图纸制作其他尺寸的产品.

使用光学显微镜监测产品微观结构,同时使用超声检查缺少内部缺陷.

明确产品机械特性

材料

                                                 半成品的最小机械性能,基于温度,°C在端射方向

20

1800

σB, N/mm2 (kgf/ mm2) δ, % σB, N/mm2 (kgf/ mm2) δ, %
MoY-PM 500 (51) 8.0 27.0 (2.75) 20