Лист вольфрамовый ВН-5: характеристики и применение
Лист вольфрамовый ВН-5 — деформированный полуфабрикат из вольфрама технической чистоты, легированного оксидом лантана (LaO) в количестве 1,5–2,0 %. Марка ВН-5 относится к классу лантанированных вольфрамовых материалов и выпускается в виде горячекатаных, кованых или шлифованных листов толщиной от 0,1 до 20 мм. Наличие оксида лантана обеспечивает дисперсионное упрочнение и формирование развитой зеренной структуры, что существенно повышает технологичность материала при механической обработке по сравнению с нелегированным вольфрамом.
Технические параметры
Основные физико-механические характеристики листа ВН-5 определяются высокой температурой плавления вольфрамовой матрицы и стабильностью оксидной фазы. Плотность материала составляет 19,1–19,3 г/см. Предел прочности при растяжении в отожжённом состоянии достигает 600–900 МПа при комнатной температуре и сохраняется на уровне 200–350 МПа при 1600 C. Модуль упругости — 390–410 ГПа. Теплопроводность — 130–160 Вт/(мК). Температура начала рекристаллизации лантанированного вольфрама повышена до 1400–1600 C, что расширяет рабочий диапазон по сравнению с чистым вольфрамом.
| Параметр | Значение | Условия измерения | Единица | Метод контроля |
|---|---|---|---|---|
| Толщина листа | 0,1–20 | поставка | мм | ГОСТ 18318 |
| Плотность | 19,1–19,3 | 20 C | г/см | гидростатика |
| Предел прочности | 600–900 | 20 C, отжиг | МПа | растяжение |
| Содержание LaO | 1,5–2,0 | по массе | % | хим. анализ |
| Температура рекристаллизации | 1400–1600 | вакуум | C | металлография |
Технологические особенности
Лантанированный вольфрам ВН-5 сохраняет пластичность после высокотемпературных нагревов благодаря тому, что оксид лантана препятствует росту зерна и формирует вытянутую субзеренную структуру. Это позволяет применять механическую обработку резанием, шлифование и полирование без образования магистральных трещин. Листы поставляются в отожжённом или деформированном состоянии с шероховатостью поверхности Ra 1,6 мкм после шлифования. Сварка возможна электронно-лучевым методом в вакууме; пайка выполняется припоями на основе меди и серебра в среде инертных газов.
Области применения
- Электроды для аргонодуговой сварки (TIG) алюминиевых и титановых сплавов в авиастроении.
- Экраны и футеровка высокотемпературных вакуумных печей сопротивления, работающих при 1800–2200 C.
- Компоненты ионных имплантеров и ускорителей заряженных частиц: антикатоды, диафрагмы, коллиматоры.
- Теплозащитные элементы ракетных двигателей малой тяги и сопловых блоков.
- Мишени для магнетронного напыления тонких плёнок в микроэлектронном производстве.
- Детали рентгеновских трубок: вращающиеся аноды, фокусные пятна, коллиматорные пластины.
Вопросы и ответы
Чем лист ВН-5 отличается от листа чистого вольфрама ВЧ?
ВН-5 легирован оксидом лантана (1,5–2,0 %), что повышает температуру рекристаллизации до 1400–1600 C и сохраняет пластичность после высокотемпературных нагревов. Чистый вольфрам ВЧ начинает рекристаллизоваться при 1200–1300 C и становится хрупким.
Какая максимальная рабочая температура листа ВН-5 в вакууме?
В вакууме 10–10 Па лист ВН-5 работоспособен до 2000–2200 C без интенсивной потери прочности. В инертной среде (аргон, гелий) верхний предел ограничен 1800–1900 C из-за испарения оксидной фазы с поверхности.
Возможна ли механическая обработка листа ВН-5 резанием?
Да, лантанированный вольфрам ВН-5 обрабатывается твердосплавным инструментом (ВК6, ВК8) на режимах, аналогичных обработке серого чугуна высокой твёрдости. Рекомендуется применять СОЖ на водной основе и снижать подачу для предотвращения сколов кромки.
Какой стандарт регламентирует поставку листа ВН-5?
Поставка осуществляется по ТУ 48-19-27-90 и ГОСТ 18318-2016. В листах нормируются толщина, предельные отклонения, шероховатость поверхности, содержание LaO и механические свойства при растяжении.
