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Der Begriff "hochschmelzendes Metall" wird verwendet, um eine Gruppe von Metallelementen zu beschreiben, die außergewöhnlich hohe Schmelzpunkte aufweisen und gegen Verschleiß, Korrosion und Verformung beständig sind.
Industrielle Anwendungen des Begriffs Refraktärmetall beziehen sich am häufigsten auf fünf häufig verwendete Elemente:
- Molybdän (Mo)
- Niob (Nb)
- Rhenium (Re)
- Tantal (Ta)
- Wolfram (W)
Jedoch haben breitere Definitionen auch die weniger gebräuchlichen Metalle eingeschlossen:
- Chrom (Cr)
- Hafnium (Hf)
- Iridium (Ir)
- Osmium (Os)
- Rhodium (Rh)
- Ruthenium (Ru) > Titan (Ti)
- Vanadium (V)
- Zirkonium (Zr)
- Die Eigenschaften
Das Kennzeichen von Refraktärmetallen ist ihre Hitzebeständigkeit. Die fünf industriellen Refraktärmetalle weisen alle Schmelzpunkte von mehr als 3632 ° F (2000 ° C) auf.
Refraktärmetalle sind auch sehr widerstandsfähig gegen thermischen Schock, was bedeutet, dass wiederholtes Erhitzen und Abkühlen nicht leicht Ausdehnung, Spannung und Rissbildung verursachen.
Die Metalle haben alle hohe Dichten (sie sind schwer) sowie gute elektrische und wärmeleitende Eigenschaften.
Aufgrund ihrer Fähigkeit, eine Schutzschicht zu bilden, sind die feuerfesten Metalle auch korrosionsbeständig, obwohl sie bei hohen Temperaturen leicht oxidieren.
Refraktärmetalle & Pulvermetallurgie
Aufgrund ihrer hohen Schmelzpunkte und Härte werden die Refraktärmetalle meist in Pulverform verarbeitet und nie gießtechnisch hergestellt.
Metallpulver werden in bestimmten Größen und Formen hergestellt, dann gemischt, um die richtige Mischung von Eigenschaften zu schaffen, bevor sie verdichtet und gesintert werden.
Das Sintern beinhaltet das Erhitzen des Metallpulvers (innerhalb einer Form) für eine lange Zeitdauer. Unter Hitze beginnen sich die Pulverpartikel zu verbinden und bilden ein festes Stück.
Das Sintern kann Metalle bei Temperaturen unterhalb ihres Schmelzpunktes binden, ein bedeutender Vorteil bei der Arbeit mit den Refraktärmetallen.
Hartmetallpulver
Eine der ersten Anwendungen für viele hochschmelzende Metalle entstand im frühen 20. Jahrhundert mit der Entwicklung von Hartmetallen.
Widia
, das erste kommerziell erhältliche Wolframcarbid, wurde von Osram Company (Deutschland) entwickelt und 1926 vermarktet. Dies führte zu weiteren Tests mit ähnlich harten und verschleißfesten Metallen, was schließlich zur Entwicklung moderner Hartmetalle führte. .. Die Produkte aus Karbidmaterialien profitieren häufig von Mischungen verschiedener Pulver.Dieser Mischvorgang ermöglicht die Einführung von vorteilhaften Eigenschaften aus verschiedenen Metallen, wodurch Materialien erzeugt werden, die denen überlegen sind, die von einem einzelnen Metall erzeugt werden könnten. Zum Beispiel bestand das ursprüngliche Widia-Pulver aus 5-15% Cobalt.
Hinweis: Weitere Informationen zu den Eigenschaften von hochschmelzenden Metallen finden Sie in der Tabelle am Ende der Seite
Anwendungen
Auf hochschmelzenden Metallen basierende Legierungen und Karbide werden in praktisch allen wichtigen Industrien verwendet, einschließlich Elektronik, Luft- und Raumfahrt, Automobilindustrie, Chemie , Bergbau, Kerntechnik, Metallverarbeitung und Prothetik.
Die folgende Liste der Endanwendungen für Refraktärmetalle wurde von der Refractory Metals Association zusammengestellt:
Wolframmetall
Glüh-, Fluoreszenz- und Autolampenfilamente
- Anoden und Targets für Röntgenröhren > Halbleiterstützen
- Elektroden für Schutzgas-Lichtbogenschweißen
- Hochleistungs-Kathoden
- Elektroden für Xenon sind Lampen
- Kfz-Zündanlagen
- Raketendüsen
- Elektronische Röhren-Emitter
- Uran-Verarbeitungstiegel < Heizelemente und Strahlungsabschirmungen
- Legierungselemente in Stählen und Superlegierungen
- Bewehrung in Metall-Matrix-Verbundwerkstoffen
- Katalysatoren in chemischen und petrochemischen Prozessen
- Schmiermittel
- Molybdän
- Legierungszusätze in Eisen, Stähle, Edelstähle, Werkzeugstähle und Nickelbasislegierungen
- Hochpräzise Schleifspindeln
Spritzmetallisieren
- Druckgießformen
- Raketen- und Raketentriebwerke
- Elektroden und Rührstäbe aus Glas Herstellung
- Elektrische Ofenheizung Elemente, Boote, Hitzeschilde und Schalldämpferauskleidung
- Zerkleinerungspumpen, Waschrinnen, Ventile, Rührer und Thermoelementbohrungen
- Herstellung von Kernreaktor-Steuerstäben
- Schalterelektroden
- Unterstützungen und Rückseiten für Transistoren und Gleichrichter > Filamente & Stützdrähte für Automobilscheinwerfer
- Vakuumröhren-Getter
- Raketenröcke, -kegel und Hitzeschilde
- Missile Components
- Supraleiter
- Chemische Prozessgeräte
- Hitzeschilde im Hochtemperatur-Vakuum Öfen
- Legierungszusätze in Eisenlegierungen und Supraleitern
- Hartmetall Hartmetall
- Hartmetall Hartmetall
- Schneidwerkzeuge für die Metallbearbeitung
- Nukleartechnik
Bergbau- und Ölbohrgeräte
- Umformwerkzeuge
- Umformrollen
- Fadenführungen
- Tungsten Heavy Metal
- Durchführungen
- Ventilsitze
- Sägeblätter zum Schneiden von harten und abrasiven Materialien
Kugelschreiber
- Sägemaschinen und Bohrer
- Schwermetall
- Strahlenschutzschilde
- Gegengewicht s
- Automatik-Uhren-Gegengewichte
- Luftbild-Auswuchtmechanismen
- Hubschrauber-Rotorblatt-Auswuchtgewichte
- Gold-Keulengewicht-Einsätze
- Pfeilkörper
- Rüstungssicherungen
- Schwingungsdämpfung
- Militär Artillerie
- Schrotflintenkugeln
- Tantal
- Elektrolytkondensatoren
- Wärmetauscher
- Bajonettheizer
Thermometertöpfe
- Vakuumröhrenfilamente
- Chemische Prozessausrüstung
- Hochtemperatur-Ofenkomponenten
- Tiegel für die Handhabung geschmolzenen Metalls und Legierungen
- Schneidwerkzeuge
- Bauteile für Luft- und Raumfahrtmotoren
- Chirurgische Implantate
- Legierungszusatz in Superlegierungen
- Physikalische Eigenschaften von refraktären Metallen
- Typ
- Einheit
- Mo
Ta
| Nb | W 999 Rh 999 Zr 999 Typische kommerzielle Reinheit | 99.95% | 99. 9% | 99. 9% | 99. 95% | 99. 0% | 99. 0% |
| Dichte | cm / cm³ | 10. 22 | 16. 6 | 8. 57 | 19. 3 | 21. 03 | 6. 53 999 999 lbs / in 999 2 999 0. 369 |
| 0. 60 | 0. 310 | 0. 697 | 0. 760 | 0. 236 | Schmelzpunkt | Celsius | 2623 |
| 3017 | 2477 3422 | 3180 | 1852 | ° F | 4753. 4 | 5463 | 5463 |
| 6191. 6 | 5756 | 3370 | Siedepunkt | Celsius | 4612 | 5425 | 4744 |
| 5644 | 5627 | 4377 ° F Typische Härte | DPH (Vickers) | 230 | 200 | 130 | 310 |
| - | 150 | Wärmeleitfähigkeit (@ 20 ° C) | cal / cm | 2 / cm ° C / s | - | 0. 13 | 0. 126 |
| 0. 397 | 0. 17 | - | Wärmeausdehnungskoeffizient | ° C × 10 999 -6 4. 9 | 6. 5 | 7. 1 | 4. 3 |
| 6. 6 | - | Elektrischer Widerstand | Mikro-Ohm-cm | 5. 7 | 13. 5 | 14. 1 | 5. 5 |
| 19. 1 40 999 Elektrische Leitfähigkeit | % IACS 34 999 13. 9 13. 2 | 31 9. 3 | - | Zugfestigkeit (KSI) | Umgebungstemperatur | 120-200 | 35-70 |
| 30-50 | 100-500 200 | - - | 500 ° C | 35-85 | 25-45 | 20-40 | |
| 100-300 134 999 -999 999 ° C | 20-30 | 13-17 | 5-15 | 50-75 | 68 | - | Mindestdehnung (1 Zoll Dicke) |
| Umgebungstemperatur < 45 | 27 | 15 | 59 | 67 | - | Elastizitätsmodul | 500 ° C |
| 41 | 25 | 13 > 55 999, 559999, 999, 999, 1000 ° C, 999, 399999, 229999, 11. 5 | 50 | - | - |
| Quelle: // www. Edfagan. com |
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