Лист вольфрамовый ВИ-10: характеристики, сортамент и применение
Лист вольфрамовый ВИ-10 — это деформированный металлопрокат из вольфрама технической чистоты, полученный методом порошковой металлургии с последующей прокаткой и отжигом. Марка ВИ-10 регламентируется техническими условиями и содержит не менее 99,90 % вольфрама (W). Основные примеси — молибден, кислород, углерод, железо — нормируются в пределах десятых и сотых долей процента. Именно чистота металла определяет ключевые свойства листа: температуру плавления около 3420 C, плотность 19,25–19,30 г/см и минимальное газовыделение при нагреве.
В отличие от спечённых заготовок, лист ВИ-10 проходит горячую и холодную прокатку, что формирует вытянутую зеренную структуру и обеспечивает анизотропию механических свойств. Предел прочности при растяжении в отожжённом состоянии — 550–700 МПа, относительное удлинение — 2–8 %. Твёрдость по Виккерсу — 3500–4200 МПа. При комнатной температуре металл хрупок: переход в пластичное состояние наблюдается при 200–400 C, поэтому формообразование и гибку ведут с предварительным нагревом.
Сортамент и геометрические параметры
Лист вольфрамовый ВИ-10 выпускается в виде прямоугольных полос и пластин с обрезными или необрезными кромками. Толщина проката — от 0,05 до 10 мм, ширина — 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 %. Поверхность поставляется в травленом, шлифованном или полированном исполнении; шероховатость Ra после шлифовки — 0,8–1,6 мкм.
| Толщина, мм | Ширина, мм | Длина, мм | Плотность, г/см | Предел прочности, МПа |
|---|---|---|---|---|
| 0,1 | 100 | 200 | 19,25 | 600 |
| 0,5 | 150 | 300 | 19,28 | 650 |
| 1,0 | 200 | 400 | 19,30 | 680 |
| 2,0 | 250 | 500 | 19,30 | 700 |
| 5,0 | 300 | 600 | 19,30 | 650 |
Технологические и эксплуатационные свойства
Лист ВИ-10 сохраняет механическую стабильность в вакууме и инертных средах до 1600–2000 C. На воздухе интенсивное окисление начинается выше 400 C с образованием летучего триоксида вольфрама WO, поэтому в окислительных атмосферах изделие применяют только с защитными покрытиями или в условиях кратковременного нагрева. Коэффициент теплового расширения — 4,5 10 К, теплопроводность — 163–173 Вт/(мК), что обеспечивает равномерный прогрев и низкие термические напряжения.
Электросопротивление при 20 C — 0,055–0,060 мкОмм. Модуль упругости — 380–410 ГПа. Металл немагнитен, устойчив к воздействию расплавов щелочных металлов и паров металлов при высоких температурах. Обрабатывается только методами шлифования, электроэрозионной и лазерной резки; механическая лезвийная обработка затруднена из-за высокой твёрдости и хрупкости.
Области применения
- Экраны и отражатели в высокотемпературных вакуумных печах сопротивления и установках электронно-лучевой плавки.
- Катоды и антикатоды рентгеновских трубок, элементы газоразрядных ламп и источников ионного излучения.
- Тигли и подложки для испарения металлов в установках магнетронного и термического напыления.
- Электроды и токоподводы в электролизёрах, работающих с расплавами солей и щелочей.
- Балансировочные грузы и инерционные элементы в авиакосмической и приборостроительной технике.
- Защитные экраны в термоядерных исследовательских установках и ускорителях частиц.
Нормативная база и приёмка
Поставка листа ВИ-10 осуществляется по техническим условиям предприятия-изготовителя, гармонизированным с требованиями ГОСТ 14316-84 (вольфрам и сплавы на его основе) в части химического состава и методов испытаний. Каждая партия сопровождается сертификатом качества с указанием марки, размеров, химического анализа, результатов контроля плотности и механических свойств. Контроль макро- и микроструктуры проводится металлографическим методом; не допускаются расслоения, трещины и включения, превышающие нормы ТУ.
Вопросы и ответы
Какая максимальная рабочая температура листа ВИ-10 в вакууме?
В вакууме и инертных средах лист сохраняет прочность и форму до 1600–2000 C. На воздухе без защитного покрытия эксплуатация ограничена 400 C из-за образования летучего WO.
Можно ли гнуть лист вольфрамовый ВИ-10 при комнатной температуре?
Нет. При 20 C металл хрупок. Гибку и формообразование выполняют с нагревом до 200–400 C и выше, в зависимости от толщины проката.
Какими методами обрабатывают лист ВИ-10?
Применяют шлифование, электроэрозионную, лазерную и гидроабразивную резку. Лезвийная обработка неэффективна из-за твёрдости 3500–4200 HV и склонности к скалыванию.
Соответствует ли ВИ-10 стандарту ASTM B760?
ASTM B760 распространяется на вольфрамовые пластины общего назначения. Марка ВИ-10 поставляется по отечественным ТУ; при экспортных поставках возможна аттестация на соответствие требованиям ASTM B760 по химическому составу и плотности.
