Pobierz definicję i sprawdź, do jakich elementów odnosi się termin
Określenie "ogniotrwały metal" jest używane do opisania grupy metalowych elementów, które mają wyjątkowo wysokie temperatury topnienia i są odporne na zużycie, korozję i odkształcenia.
Zastosowania przemysłowe określenia "ogniotrwały metal" najczęściej odnoszą się do pięciu powszechnie stosowanych elementów:
Jednak szersze definicje obejmowały także rzadziej używane metale:
- Chrom (Cr)
- Hafnium (Hf)
- Iridium (Ir)
- Osmium (Os)
- Rod (Rh)
- Ruten (Ru)
- Tytan (Ti)
- Wanad (V)
- Cyrkon (Zr)
Charakterystyka
Cechą charakterystyczną metali ogniotrwałych jest ich odporność na ciepło. Pięć przemysłowych materiałów ogniotrwałych ma temperaturę topnienia powyżej 3632 ° F (2000 ° C).
Wytrzymałość metali ogniotrwałych w wysokich temperaturach, w połączeniu z ich twardością, czyni je idealnymi do cięcia i wiercenia narzędzi.
Metale ogniotrwałe są również bardzo odporne na szok termiczny, co oznacza, że wielokrotne ogrzewanie i chłodzenie nie będzie łatwo powodować ekspansji, naprężeń i pęknięć.
Wszystkie metale mają wysoką gęstość (są ciężkie), a także dobre właściwości przewodzenia elektrycznego i cieplnego.
Inną ważną właściwością jest ich odporność na pełzanie, skłonność metali do powolnego odkształcania się pod wpływem stresu.
Dzięki zdolności do tworzenia warstwy ochronnej, ogniotrwałe metale są również odporne na korozję, chociaż łatwo utleniają się w wysokich temperaturach.
Materiały ogniotrwałe i metalurgia proszków
Ze względu na ich wysoką temperaturę topnienia i twardość, ogniotrwałe metale są najczęściej przetwarzane w postaci proszku i nigdy nie są wytwarzane przez odlewanie.
Proszki metalowe są produkowane do określonych rozmiarów i form, a następnie mieszane w celu utworzenia odpowiedniej mieszanki właściwości, przed sprasowaniem i spiekaniem.
Spiekanie obejmuje ogrzewanie metalicznego proszku (w formie) przez długi czas. Pod wpływem ciepła cząstki proszku zaczynają się łączyć tworząc stały kawałek.
Spiekanie może wiązać metale w temperaturach niższych od ich temperatury topnienia, co stanowi istotną zaletę podczas pracy z metalami ogniotrwałymi.
Proszki węglikowe
Jedno z pierwszych zastosowań wielu metali ogniotrwałych powstało na początku XX wieku wraz z rozwojem węglików spiekanych.
Widia , pierwszy dostępny na rynku węglik wolframu, został opracowany przez firmę Osram Company (Niemcy) i wprowadzony na rynek w 1926 roku. Doprowadziło to do dalszych testów z podobnie twardymi i odpornymi na zużycie metalami, prowadząc ostatecznie do opracowania nowoczesnych węglików spiekanych.
Produkty z materiałów węglikowych często korzystają z mieszanin różnych proszków. Ten proces mieszania pozwala na wprowadzenie korzystnych właściwości z różnych metali, wytwarzając w ten sposób materiały lepsze od tego, co może być wytworzone przez pojedynczy metal. Na przykład oryginalny proszek Widia zawierał 5-15% kobaltu.
Uwaga: Więcej informacji na temat ogniotrwałych właściwości metalu znajduje się w tabeli na dole strony
Aplikacje
Ogniotrwałe stopy i węgliki na bazie metalu są stosowane we wszystkich głównych gałęziach przemysłu, w tym w elektronice, przemyśle lotniczym, motoryzacyjnym, chemicznym, górnictwie, technologii jądrowej, obróbce metali i protetyce.
Poniższa lista zastosowań końcowych dla metali ogniotrwałych została opracowana przez Stowarzyszenie Producentów Ogniotrwałych:
Tungsten Metal
- Żarówki, lampy fluorescencyjne i samochodowe
- Anody i cele dla lamp rentgenowskich
- Wsparcia półprzewodnikowe
- Elektrody do spawania łukowego z gazu obojętnego
- Katody o dużej pojemności
- Elektrody do ksenonu to lampy
- Samochodowe układy zapłonowe
- Dysze rakietowe
- Elektroniczne promienniki rurowe
- Tygle do przetwarzania uranu
- Elementy grzejne i osłony przed promieniowaniem
- Elementy stopowe w stalach i superstopach
- Wzmocnienie w kompozytach z metalową osnową
- Katalizatory w procesach chemicznych i petrochemicznych
- Smary
Molibden
- Dodawanie dodatków w żelazach, stalach, stalach nierdzewnych, narzędziach i superstopach na bazie niklu
- Wrzeciona ściernicy o wysokiej precyzji
- Spryskaj metalizację
- Die-casting umiera
- Elementy silnika rakietowego i rakietowego
- Elektrody i pręty mieszające w produkcji szkła
- Elementy grzewcze pieca elektrycznego, łodzie, osłony termiczne i wkładka tłumika
- Pompy do rafinacji cynku, rynny spustowe, zawory, mieszadła i studnie termoelektryczne
- Produkcja prętów kontrolnych reaktora jądrowego
- Przełącz elektrody
- Obsługuje i wspiera tranzystory i prostowniki
- Filamenty i druty wsporcze do reflektorów samochodowych
- Pobieranie próbek próżni
- Wierzchołki rakiet, stożki i osłony termiczne
- Elementy rakietowe
- Nadprzewodniki
- Sprzęt do procesów chemicznych
- Osłony termiczne w wysokotemperaturowych piecach próżniowych
- Alkoilowanie dodatków w stopach żelaznych i nadprzewodnikach
Cementowany węglik wolframu
- Cementowany węglik wolframu
- Narzędzia tnące do obróbki metalu
- Urządzenia jądrowe
- Narzędzia do wierceń górniczych i wiertniczych
- Formowanie matryc
- Rolki do formowania metalu
- Przewodniki wątku
Ciężki metal wolframu
- Tuleje
- Gniazda zaworu
- Ostrza do cięcia twardych i ściernych materiałów
- Punkty długopisu
- Piły i wiertła murarskie
- Heavy Metal
- Tarcze promieniowania
- Przeciwwagi lotnicze
- Samozwijające się przeciwwagi do zegarków
- Mechanizmy równoważące kamery powietrzne
- Wagi wyważające łopat wirnika śmigłowca
- Złote wkładki do wagi klubowej
- Ciała do darta
- Bezpieczniki uzbrojenia
- Tłumienie drgań
- Military Ordnance
- Pellety śrutowe
Tantal
- Kondensatory elektrolityczne
- Wymienniki ciepła
- Grzejniki Bayonet
- Studnie termometryczne
- Filtry próżniowe
- Sprzęt do procesów chemicznych
- Elementy pieców wysokotemperaturowych
- Tygle do przenoszenia stopionego metalu i stopów
- Narzędzia tnące
- Komponenty silnika lotniczego
- Implanty chirurgiczne
- Dodatek stopu w superstopach
Właściwości fizyczne metali ogniotrwałych
| Rodzaj | Jednostka | Mo | Ta | Nb | W | Rh | Zr |
| Typowa czystość handlowa | 99,95% | 99,9% | 99,9% | 99,95% | 99,0% | 99,0% | |
| Gęstość | 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 | |
| Temperatura topnienia | Celcius | 2623 | 3017 | 2477 | 3422 | 3180 | 1852 |
| FA | 4753,4 | 5463 | 5463 | 6191.6 | 5756 | 3370 | |
| Punkt wrzenia | Celcius | 4612 | 5425 | 4744 | 5644 | 5627 | 4377 |
| FA | 8355 | 9797 | 8571 | 10,211 | 10 160,6 | 7911 | |
| Typowa twardość | DPH (vickers) | 230 | 200 | 130 | 310 | - | 150 |
| Przewodność cieplna (przy 20 ° C) | cal / cm 2 / cm ° C / s | - | 0,13 | 0.126 | 0,397 | 0.17 | - |
| Współczynnik rozszerzalności cieplnej | ° C x 10 -6 | 4.9 | 6.5 | 7.1 | 4.3 | 6.6 | - |
| Rezystancja | Mikro-om-cm | 5.7 | 13.5 | 14.1 | 5.5 | 19,1 | 40 |
| Przewodnictwo elektryczne | % IACS | 34 | 13.9 | 13.2 | 31 | 9.3 | - |
| Wytrzymałość na rozciąganie (KSI) | Otaczający | 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 | - | |
| Minimalne wydłużenie (1 cal grubości) | Otaczający | 45 | 27 | 15 | 59 | 67 | - |
| Moduł elastyczności | 500 ° C | 41 | 25 | 13 | 55 | 55 | |
| 1000 ° C | 39 | 22 | 11.5 | 50 | - | - |
Źródło: http://www.edfagan.com