Диск палладиевый ПдИ 82-18 в Минске


Диск палладиевый ПдИ 82-18: характеристики сплава и области применения

Диск палладиевый ПдИ 82-18 — полуфабрикат из палладий-иридиевого сплава, содержащего 82 % палладия и 18 % иридия. Сплав относится к системе Pd–Ir с непрерывным рядом твёрдых растворов и не испытывает фазовых превращений в твёрдом состоянии. Иридий, имеющий ГЦК-решётку с параметром, близким к палладию, повышает прочностные характеристики и жаропрочность без существенного снижения пластичности. Диски получают горячей деформацией слитка с последующей холодной прокаткой и финишной токарной обработкой либо шлифованием рабочих поверхностей.

Технические параметры сплава ПдИ 82-18

Легирование иридием в количестве 18 % повышает температуру рекристаллизации до 900–1000 C и увеличивает сопротивление ползучести при нагреве. Сплав устойчив к окислению на воздухе до 1100 C с образованием плотной оксидной плёнки PdO, которая диссоциирует при более высоких температурах. В отличие от чистого палладия, поглощение водорода снижено, что исключает водородное охрупчивание в восстановительных средах.

ПараметрЗначениеЕдиницаУсловияМетод контроля
Содержание Pd81,5–82,5% масс.основаГОСТ 12225
Содержание Ir17,5–18,5% масс.легирующийГОСТ 12225
Плотность13,5–13,8г/см20 Cгидростатика
Твёрдость180–220HVотожжённое состояниеГОСТ 2999
Предел прочности700–900МПа20 CГОСТ 1497
Относительное удлинение15–25%20 CГОСТ 1497
Рабочая температурадо 1100Cокислительная средаиспытания на воздухе

Технологические особенности изготовления

Диски ПдИ 82-18 формуют методами горячей штамповки при 1200–1300 C с последующей закалкой в воде для снятия внутренних напряжений. Чистовая обработка включает токарную обточку торцов и шлифование плоскостей с шероховатостью Ra 0,8 мкм. Для ответственных узлов применяют электроэрозионную или лазерную резку контура с последующей доводкой кромок. Отжиг проводят в вакууме или инертной атмосфере при 900–1000 C для предотвращения насыщения газами.

Области применения

  • Токосъёмные контакты и коллекторные узлы в электродвигателях специального исполнения.
  • Тигли и лодочки для выращивания монокристаллов оксидов методом Чохральского.
  • Катализаторные сетки и диски в реакторах окисления аммиака в производстве азотной кислоты.
  • Электроды для искрового плазменного спекания керамических и металлических порошков.
  • Детали высокотемпературных термопар и датчиков в стекловаренных печах.
  • Мембраны и фильеры в агрессивных средах при производстве особо чистых веществ.

Стандарты и нормативная база

  • ГОСТ 12225-2016 — палладий и сплавы на его основе, марки и химический состав.
  • ГОСТ 18389-2014 — полуфабрикаты из драгоценных металлов, технические условия.
  • ТУ 48-19-01-90 — диски из сплавов палладия для электронной промышленности.
  • ISO 11210 — определение содержания палладия гравиметрическим методом.
  • ASTM B683 — спецификация на сплавы палладия для электрических контактов.

Условия эксплуатации и ограничения

Сплав сохраняет работоспособность в вакууме и инертных газах до 1400 C, однако в восстановительных средах при температуре выше 800 C возможно образование гидридов палладия с потерей прочности. Контакт с расплавленными щелочными металлами и серой вызывает межкристаллитную коррозию. При механической обработке требуется интенсивное охлаждение из-за склонности к налипанию на режущий инструмент. Диски ПдИ 82-18 не подлежат сварке плавлением без последующей термообработки из-за образования горячих трещин.

Вопросы и ответы

Какое максимальное содержание примесей допускается в сплаве ПдИ 82-18?

Суммарное содержание примесей не должно превышать 0,1 % масс. Лимитируются железо, медь, никель, кремний и алюминий — каждый не более 0,02 %. Контроль ведётся спектральным анализом по ГОСТ 12225.

Можно ли эксплуатировать диск ПдИ 82-18 в среде водорода?

При температуре ниже 400 C и давлении до 0,1 МПа кратковременный контакт допустим. Выше 600 C водород растворяется в палладии с образованием гидридной фазы, вызывающей растрескивание. Для водородных сред рекомендуется сплав ПдВ-20 с меньшим содержанием палладия.

Какой ресурс работы диска в узле токосъёма?

При коммутации токов плотностью до 5 А/см и скорости скольжения 10–15 м/с ресурс составляет 8000–12000 часов. Износ определяется образованием оксидных плёнок и эрозией под действием электрической дуги.

Какие методы неразрушающего контроля применимы к дискам ПдИ 82-18?

Используют ультразвуковую дефектоскопию для выявления внутренних расслоений, вихретоковый контроль электропроводности и рентгенографию сварных соединений. Твёрдость проверяют по Виккерсу на образцах-свидетелях.