Лист вольфрамовый ЭВЛ-2: технические характеристики и области применения
Лист вольфрамовый ЭВЛ-2 — деформированный полуфабрикат из вольфрама технической чистоты, полученный методом порошковой металлургии с последующей прокаткой и отжигом. Марка ЭВЛ-2 соответствует вольфраму с содержанием основного металла не менее 99,92 % и регламентированным содержанием примесей. Материал сохраняет объёмно-центрированную кубическую решётку и высокую температуру плавления — 3422 C. Плотность составляет 19,25–19,3 г/см, что определяет высокую удельную массу готовых изделий.
Структура и физико-механические свойства
Прокатка и последующая термообработка формируют в листе ЭВЛ-2 волокнистую структуру с выраженной анизотропией свойств. Предел прочности при растяжении в направлении прокатки достигает 800–1100 МПа при комнатной температуре, относительное удлинение составляет 2–8 %. Модуль упругости — 400–410 ГПа. Твёрдость по Виккерсу находится в диапазоне 3500–4200 МПа в зависимости от степени деформации и температуры отжига.
Ключевая особенность марки ЭВЛ-2 — сохранение механической прочности при нагреве. При 1000 C предел прочности остаётся на уровне 250–350 МПа, при 1600 C — 100–150 МПа. Температура перехода в хрупкое состояние для деформированного вольфрама лежит в области 200–400 C, что требует подогрева заготовок перед механической обработкой.
Сортамент и геометрические параметры
Листы ЭВЛ-2 выпускают толщиной от 0,05 до 6,0 мм. Наиболее востребованы толщины 0,1–2,0 мм. Ширина листа — до 300 мм, длина — до 600 мм. Для тонких листов (менее 0,5 мм) характерны отклонения по толщине в пределах 10 %, для толстолистового проката — 5 %. Кромки листов обрезают, поверхность подвергают шлифованию или травлению для удаления оксидного слоя.
| Параметр | Значение | Условия измерения | Единица | Примечание |
|---|---|---|---|---|
| Толщина листа | 0,05–6,0 | 20 C | мм | по ТУ изготовителя |
| Плотность | 19,25–19,3 | 20 C | г/см | теоретическая |
| Предел прочности | 800–1100 | 20 C, вдоль прокатки | МПа | зависит от отжига |
| Относительное удлинение | 2–8 | 20 C | % | для отожжённого листа |
| Температура плавления | 3422 | — | C | справочная величина |
| Твёрдость HV | 3500–4200 | 20 C | МПа | после прокатки |
Технологические особенности обработки
Механическая обработка листа ЭВЛ-2 возможна только с предварительным нагревом до 400–600 C для снятия хрупкости. Резка лазером или электроэрозионным методом применяется для тонколистового проката. Сварка вольфрама марки ЭВЛ-2 выполняется в среде инертных газов или в вакууме; зона термического влияния склонна к росту зерна и охрупчиванию.
Паяные соединения формируют с применением припоев на основе меди, никеля или серебра при температурах 800–1200 C в вакуумных печах. Для соединения с другими металлами используют диффузионную сварку.
Области применения
- Экраны и футеровка высокотемпературных вакуумных печей сопротивления с рабочими температурами до 2500 C.
- Катоды и электроды в установках электронно-лучевой сварки и плазменной резки.
- Мишени для магнетронного напыления в установках вакуумного осаждения тонких плёнок.
- Теплозащитные элементы в ракетных двигателях и газодинамических стендах.
- Контакты и электроды в дуговых разрядниках и высоковольтных коммутаторах.
- Балансировочные грузы и инерционные элементы в приборостроении.
Условия эксплуатации и ограничения
Лист ЭВЛ-2 работоспособен в вакууме и инертных средах при температурах до 2000 C. В окислительной атмосфере при нагреве выше 600 C происходит интенсивное образование летучего триоксида вольфрама, что приводит к уносу материала. Водород при высоких температурах вызывает охрупчивание. Контакт с расплавленными щелочами и окислителями недопустим.
Вопросы и ответы
Какая максимальная рабочая температура листа ЭВЛ-2 в вакууме?
В вакууме лист ЭВЛ-2 сохраняет работоспособность до 2000 C. При более высоких температурах наблюдается интенсивная рекристаллизация и рост зерна, что снижает механическую прочность.
Требуется ли подогрев при механической обработке листа ЭВЛ-2?
Да. Из-за низкой пластичности при комнатной температуре резку, точение и фрезерование проводят с нагревом заготовки до 400–600 C. Без подогрева материал склонен к хрупкому разрушению.
Чем отличается марка ЭВЛ-2 от ЭВЛ-1?
Марка ЭВЛ-2 содержит больше примесей, в частности кислорода и углерода, по сравнению с ЭВЛ-1. Это отражается на пластичности и температуре хрупко-вязкого перехода, но снижает стоимость материала.
Возможно ли применение листа ЭВЛ-2 в окислительной среде?
Кратковременно — при температурах до 600 C. Выше этого порога вольфрам активно окисляется с образованием летучего WO, что приводит к потере массы и разрушению изделия.
