Лист вольфрамовый ВИ-20 в Минске

Лист вольфрамовый ВИ-20: характеристики и применение

Лист вольфрамовый ВИ-20 — это полуфабрикат из вольфрамового сплава, легированного оксидом иттрия (YO) в количестве 1,8–2,2 %. Материал производится методом порошковой металлургии с последующей горячей прокаткой и относится к группе дисперсно-упрочнённых вольфрамовых сплавов. В отличие от чистого вольфрама марки ВА, сплав ВИ-20 демонстрирует повышенную стабильность структуры при длительных термических нагрузках и улучшенную стойкость к рекристаллизации, что критично для узлов, работающих в интервале температур 1600–2200 C.

Основное отличие листа ВИ-20 от листового вольфрама других марок — наличие мелкодисперсных частиц оксида иттрия, которые блокируют движение дислокаций и границ зёрен. Это обеспечивает более высокий предел ползучести и сопротивление термической усталости по сравнению с нелегированным вольфрамом. Толщина листового проката обычно составляет 0,5–6,0 мм, ширина — до 400 мм, длина — до 1000 мм. Поставка выполняется в состоянии после горячей прокатки или с последующей правкой; поверхность может быть травлёной или механически обработанной.

Технические параметры листа ВИ-20

Плотность сплава ВИ-20 составляет 18,9–19,1 г/см, что близко к теоретической плотности вольфрама. Предел прочности при растяжении в состоянии поставки — 450–550 МПа, относительное удлинение — 2–5 %. Твёрдость по Виккерсу находится в диапазоне 350–420 HV. Рабочая температура применения ограничена 2200 C в инертной или восстановительной атмосфере; на воздухе материал начинает интенсивно окисляться уже при 400–500 C, поэтому для высокотемпературных применений требуется вакуум или защитная газовая среда.

Применение листового проката ВИ-20

Лист вольфрамовый ВИ-20 востребован в отраслях, где требуется сочетание высокой температуры плавления, низкого давления паров и устойчивости к эрозии под воздействием электрической дуги или потоков плазмы. Основные области использования:

• Тепловые экраны и отражатели в вакуумных печах сопротивления и индукционных печах, работающих при температурах до 2000 C;
• Контейнеры и тигли для выращивания монокристаллов сапфира методом Киропулоса и Чохральского;
• Электроды и держатели в установках ионно-плазменного напыления и магнетронного распыления;
• Детали высокотемпературных зон в установках эпитаксии и МОС-гидридной эпитаксии;
• Защитные экраны в рентгеновской технике и радиационной защите — благодаря высокой плотности материал эффективно ослабляет гамма-излучение;
• Конструкционные элементы в высокотемпературных вакуумных системах, где недопустимо выделение газов.

При механической обработке листа ВИ-20 следует учитывать его склонность к хрупкому разрушению при температурах ниже 200–300 C. Резку, сверление и гибку рекомендуется выполнять в нагретом состоянии или с применением электроэрозионной обработки. Сварка изделий из листа ВИ-20 производится электронно-лучевым методом в вакууме; соединения требуют последующего отжига для снятия внутренних напряжений.

Сравнение с другими вольфрамовыми листами

По сравнению с листом из чистого вольфрама марки ВЧ, материал ВИ-20 демонстрирует на 30–50 % более высокий предел ползучести при 1800 C. От сплава ВА (вольфрам с добавками алюминия и кремния) ВИ-20 отличается большей стабильностью механических свойств после длительной выдержки при высоких температурах. Лист вольфрамовый ВИ-20 также превосходит по жаропрочности лист из сплава ВМ (вольфрам-молибден), но уступает ему в пластичности при комнатной температуре.

Вопросы и ответы