Вольфрамовый лист ВА: характеристики, марки и применение
Вольфрамовый лист ВА — деформированный полуфабрикат из вольфрама марки ВА (чистота не менее 99,95 % W), полученный методом порошковой металлургии с последующей прокаткой и отжигом. Марка ВА регламентируется ГОСТ 10155-75 и ТУ 48-19-27-90; содержание примесей нормируется по каждой лимитирующей позиции отдельно. Лист выпускается толщиной от 0,05 до 6,0 мм, шириной до 600 мм и длиной до 1500 мм. Плотность материала — 19,25–19,30 г/см, температура плавления — 3410 C, модуль упругости — 390–410 ГПа.
Технические параметры листа ВА
| Параметр | Значение | Метод контроля | Условия эксплуатации | Примечание |
|---|---|---|---|---|
| Толщина | 0,05–6,0 мм | ГОСТ 6507 | вакуум, инертный газ | допуск 5 % |
| Плотность | 19,25–19,30 г/см | гидростатическое взвешивание | –60…+2000 C | без учёта покрытий |
| Предел прочности | 600–1100 МПа | ГОСТ 1497 | кратковременное нагружение | зависит от отжига |
| Твёрдость | 350–450 HV | ГОСТ 2999 | после рекристаллизации | отжиг 1200–1400 C |
| Теплопроводность | 163–173 Вт/(мК) | лазерная вспышка | 20–1000 C | снижается с ростом T |
| Суммарная примесь | 0,05 % | спектральный анализ | — | ГОСТ 10155-75 |
Состояние поставки и механическая обработка
Лист ВА поставляется в отожжённом (рекристаллизованном) или деформированном состоянии. Отжиг проводится в вакууме не хуже 110 Па или в среде сухого водорода при 1200–1400 C; после отжига относительное удлинение достигает 15–25 %, что позволяет выполнять гибку радиусом от 2–3 толщин листа. Холоднокатаный лист имеет наклёпанную структуру с повышенной твёрдостью и требует промежуточного вакуумного отжига перед формообразованием. Резка осуществляется лазером, электроэрозионным или плазменным методом; механическая обработка возможна только твердосплавным инструментом.
Области применения
- Экраны и фокусирующие электроды в электронно-лучевых установках и рентгеновских трубках.
- Тигли и подложки для вакуумного напыления в установках магнетронного и термического испарения.
- Нагреватели высокотемпературных печей сопротивления с рабочей температурой до 2500 C в инертной среде.
- Мишени для ионно-плазменного травления в микроэлектронном производстве.
- Компоненты термоэмиссионных катодов и электродов дуговых ламп.
- Балансировочные грузы и радиационные экраны в авиакосмической технике.
Нормативная база
- ГОСТ 10155-75 — вольфрам и сплавы вольфрамовые. Марки и технические требования.
- ТУ 48-19-27-90 — листы вольфрамовые марок ВА, ВМ, ВТ.
- ГОСТ 6507-90 — микрометры. Технические условия.
- ГОСТ 1497-84 — металлы. Методы испытаний на растяжение.
- ГОСТ 2999-75 — металлы и сплавы. Метод измерения твёрдости по Виккерсу.
Вопросы и ответы
Чем марка ВА отличается от ВМ и ВТ?
ВА — нелегированный вольфрам чистотой 99,95 %. ВМ содержит оксид тория (ThO), ВТ — оксид лантана (LaO). Легирующие добавки снижают работу выхода электронов и повышают эмиссионную стойкость, но уменьшают пластичность при комнатной температуре.
При какой температуре эксплуатируется лист ВА без окисления?
В вакууме или инертном газе — до 2500 C. На воздухе вольфрам интенсивно окисляется выше 400–500 C с образованием летучего триоксида WO, поэтому применение требует защитной атмосферы или вакуума.
Какой минимальный радиус гибки допустим для отожжённого листа?
Для рекристаллизованного листа ВА минимальный радиус гибки составляет 2–3 толщины при комнатной температуре. Для наклёпанного материала гибка без предварительного отжига приводит к образованию трещин.
Возможна ли сварка вольфрамового листа ВА?
Сварка выполняется только в среде аргона или в вакууме методом электронно-лучевой либо лазерной сварки. Дуговая сварка на воздухе недопустима из-за окисления и образования хрупких соединений.
