Fogalmazza meg a definíciót, és derítse ki, mely elemekre vonatkozik a kifejezés
A "tűzálló fém" kifejezés olyan fémelemek csoportjának leírására szolgál, amelyek rendkívül magas olvadásponttal rendelkeznek és ellenállnak a kopásnak, a korróziónak és a deformációnak.
A tűzálló fém ipari felhasználása leggyakrabban öt általánosan használt elemre utal:
Azonban a szélesebb körű definíciók magukban foglalták a kevésbé általánosan használt fémeket:
- Króm (Cr)
- Hafnium (Hf)
- Iridium (Ir)
- Osmio (Os)
- Rhodium (Rh)
- Ruténium (Ru)
- Titán (Ti)
- Vanádium (V)
- Zirkónium (Zr)
A jellegzetességek
A tűzálló fémek azonosítási jellemzője a hőállóság. Az öt ipari tűzálló fém mindegyikének olvadáspontja meghaladja a 2000 ° C-ot (3632 ° F).
A tűzálló fémek szilárdsága magas hőmérsékleten, keménységüknek köszönhetően ideális szerszámok vágására és fúrására.
A tűzálló fémek is nagyon ellenállnak a hő okozta sokknak, ami azt jelenti, hogy az ismételt fűtés és hűtés nem okoz könnyen kitágulást, stresszt és repedést.
A fémek nagy sűrűségűek (nehézek), valamint jó elektromos és hővezető tulajdonságok.
Egy másik fontos tulajdonság a kúszással szembeni ellenállásuk, a fémek hajlamos lassan deformálódni a stressz hatása alatt.
A védő réteg kialakításának képessége miatt a tűzálló fémek szintén ellenállnak a korróziónak, jóllehet magas hőmérsékleten könnyen oxidálódnak.
Tűzálló fémek és porkohászat
Magas olvadáspontja és keménysége miatt a tűzálló fémeket leggyakrabban por alakban dolgozzák fel, és soha nem készülnek öntéssel.
A fémporokat meghatározott méretekhez és formákhoz gyártják, majd összekeverik a tulajdonságok megfelelő keverékét, mielőtt tömörítik és szinterelik.
A szinterezés során a fémpor (egy öntőformán belül) hosszú ideig melegszik. Hő alatt a porrészecskék kötődni kezdenek, szilárd anyagot képeznek.
A szinterezés fémeket köthet az olvadáspontjuknál alacsonyabb hőmérsékleten, ami jelentős előnye a tűzálló fémek kezelésének.
Karbid porok
A sokféle tűzálló fém egyik legkorábbi felhasználása a 20. század elején a cementált karbidok fejlesztésével jött létre.
Az első, kereskedelemben kapható volfrámkarbidot (Widia) az Osram Company (Németország) kifejlesztette és 1926-ban forgalmazta. Ez hasonló kemény és kopásálló fémek további vizsgálatához vezetett, végül a modern szinterezett karbidok kifejlesztéséhez vezetett.
A karbidanyagok termékei gyakran különböző porok keverékéből származnak. Ez a keverési folyamat lehetővé teszi a különböző fémekből származó előnyös tulajdonságok bevezetését, ezáltal olyan anyagokat állít elő, amelyek magasabbak, mint amit egy egyedi fém hozhat létre. Például az eredeti Widia por 5-15% kobaltból állt.
Megjegyzés: Lásd még a tűzálló fém tulajdonságait az oldal alján található táblázatban
Alkalmazások
A tűzálló fém alapú ötvözetek és karbidok gyakorlatilag minden jelentős iparágban használatosak, beleértve az elektronikát, az űrkutatást, az autóipari, a vegyipari, a bányászati, a nukleáris technológiát, a fémfeldolgozást és a protézist.
A tűzálló fémek végfelhasználásainak alábbi listáját a Refractory Metals Association összeállította:
Volfrámfém
- Izzólámpák, fénycsövek és lámpatestek
- Anódok és célok a röntgencsövekhez
- A félvezető támogatja
- Elektródák inert gáz ívhegesztéshez
- Nagy kapacitású katódok
- A xenon elektródái a lámpák
- Gépjárműgyújtó rendszerek
- Rocket fúvókák
- Elektronikus csövek kibocsátója
- Uranum feldolgozó tégelyek
- Fűtőelemek és sugárzók
- Alumínium elemek acélokban és szuperötvözetekben
- Megerősítés fém-mátrix kompozitokban
- Katalizátorok kémiai és petrolkémiai folyamatokban
- Kenőanyagok
Molibdén
- A vasalókban, acélokban, rozsdamentes acélokban, szerszámacélokban és nikkelalapú szuperötvözetekben lévő kiegészítések ötvözése
- Nagy pontosságú csiszolókorongok
- Spray fémezés
- A présöntés meghal
- Rakéta- és rakétamotorok alkatrészei
- Elektródák és keverő rudak üveggyártásban
- Elektromos kemence fűtőelemek, csónakok, hőpajzsok és kipufogó bélés
- Cink finomító szivattyúk, mosók, szelepek, keverők és hőelemek
- Nukleáris reaktor vezérlőpálca előállítása
- Kapcsolóelektródák
- Támogatja és támogatja a tranzisztorokat és az egyenirányítót
- Szálak és tartóvezetékek autólámpákhoz
- Vákuumcsöves elosztók
- Rakéta szoknyák, kúpok és hőpajzsok
- Rakétaelemek
- A szupravezetők
- Kémiai folyamat berendezések
- Hővédők magas hőmérsékletű vákuumkemencékben
- Adalékanyagok ötvözetek ötvözetekbe és szupravezetőkbe
Cementált volfrámkarbid
- Cementált volfrámkarbid
- Vágószerszámok fémmegmunkáláshoz
- Nukleáris mérnöki berendezések
- Bányászati és olajfúró szerszámok
- A formálás meghal
- Fém formázó tekercsek
- Szálvezetők
Tungsten Heavy Metal
- perselyek
- Szelepülés
- Kések a kemény és csiszoló anyagok vágásához
- Golyóstoll pontok
- Kőműves fűrészek és fúrók
- Heavy metal
- Sugárvédő pajzsok
- Repülőgép ellensúlyok
- Önhordó órák ellensúlyozása
- Légi kameramegállapító mechanizmusok
- Helikopter rotorlapátmérleg súlya
- Arany klubsúly-betétek
- Dart testek
- Armament biztosítékok
- Rezgéscsillapítás
- Katonai fegyverzet
- Puskák pellet
Tantál
- Elektrolitikus kondenzátorok
- Hőcserélők
- Bajonettmelegítők
- Hőmérő kutak
- Vákuumcsöves szálak
- Kémiai folyamat berendezések
- Magas hőmérsékletű kemencék alkatrészei
- Tégelyek az olvadt fém és ötvözetek kezelésére
- Vágó eszközök
- Aerospace motor alkatrészek
- Sebészeti implantátumok
- Alloy adalék szuperötvözetekben
A tűzálló fémek fizikai tulajdonságai
| típus | Egység | Mo | Ta | Nb | W | Rh | Zr |
| Tipikus kereskedelmi tisztaság | 99,95% | 99,9% | 99,9% | 99,95% | 99,0% | 99,0% | |
| Sűrűség | cm / cc | 10,22 | 16.6 | 8,57 | 19.3 | 21.03 | 6,53 |
| lbs / in 2 | 0,369 | 0.60 | 0.310 | 0.697 | 0.760 | 0,236 | |
| Olvadáspont | Celsius | 2623 | 3017 | 2477 | 3422 | 3180 | 1852 |
| ° F | 4753,4 | 5463 | 5463 | 6191,6 | 5756 | 3370 | |
| Forráspont | Celsius | 4612 | 5425 | 4744 | 5644 | 5627 | 4377 |
| ° F | 8355 | 9797 | 8571 | 10211 | 10,160.6 | 7911 | |
| Tipikus keménység | DPH (vickers) | 230 | 200 | 130 | 310 | - | 150 |
| Termikus vezetőképesség (@ 20 ° C) | cal / cm 2 / cm ° C / sec | - | 0,13 | 0,126 | 0.397 | 0,17 | - |
| Hőtágulási együttható | ° C x 10 -6 | 4.9 | 6.5 | 7.1 | 4.3 | 6.6 | - |
| Elektromos ellenállás | Micro-ohm cm | 5.7 | 13.5 | 14.1 | 5.5 | 19.1 | 40 |
| Elektromos vezetőképesség | % IACS | 34 | 13.9 | 13.2 | 31 | 9.3 | - |
| Szakítószilárdság (KSI) | Környező | 120-200 | 35-70 | 30-50 | 100-500 | 200 | - |
| 500 ° C | 35-85 | 25-45 | 20-40 | 100-300 | 134 | - | |
| 1000 ° C | 20-30 | 13-17 | 5-15 | 50-75 | 68 | - | |
| Minimális nyúlás (1 inch-es nyomtáv) | Környező | 45 | 27 | 15 | 59 | 67 | - |
| Rugalmassági modulusz | 500 ° C | 41 | 25 | 13 | 55 | 55 | |
| 1000 ° C | 39 | 22 | 11.5 | 50 | - | - |
Forrás: http://www.edfagan.com