Лист вольфрамовый ВНМ2-1 — жаропрочный сплав для высокотемпературных узлов
Лист вольфрамовый ВНМ2-1 — это полуфабрикат из дисперсионно-упрочненного вольфрамового сплава, легированного никелем и медью. Материал относится к группе тяжелых вольфрамовых сплавов с содержанием вольфрамовой основы не менее 90% и предназначен для изготовления деталей, работающих в условиях интенсивного теплосъема и абразивного износа. В отличие от чистого вольфрама, сплав ВНМ2-1 характеризуется повышенной пластичностью при комнатной температуре, что позволяет получать листовой прокат толщиной от 0,5 до 10 мм с последующей механической обработкой без риска хрупкого разрушения.
Структура сплава представляет собой вольфрамовые зерна, окруженные никель-медной связующей фазой. Такая морфология обеспечивает сочетание высокой плотности (17,0–17,5 г/см) с теплопроводностью порядка 150–170 Вт/(мК). Лист ВНМ2-1 сохраняет работоспособность при температурах до 800–900 C в восстановительной или инертной атмосфере; на воздухе эксплуатация ограничена температурой 400–500 C из-за начала интенсивного окисления вольфрамовой матрицы.
Технологические характеристики листа ВНМ2-1
Листовой прокат из сплава ВНМ2-1 поставляется в горячекатаном или холоднокатаном состоянии с последующим отжигом для снятия наклепа. Механические свойства зависят от направления прокатки: предел прочности при растяжении составляет 700–900 МПа, относительное удлинение — 5–15%. Твердость по Бринеллю находится в диапазоне 200–280 HB. Материал поддается гибке, штамповке и вырубке при подогреве до 200–300 C, что снижает вероятность образования трещин по границам вольфрамовых зерен.
Обработка резанием листа ВНМ2-1 выполняется твердосплавным инструментом с обильным охлаждением; для получения точных контуров рекомендуется электроэрозионная резка или лазерная резка в защитной среде. Сварка сплава затруднена из-за склонности к пористости, поэтому соединение деталей чаще реализуется через пайку медными припоями или механическое крепление.
Применение листового проката ВНМ2-1
Основные потребители листа ВНМ2-1 — предприятия атомной энергетики, рентгеновского приборостроения и электротермического оборудования. Из листа изготавливают:
- защитные экраны и коллиматоры для рентгеновских аппаратов и ускорителей частиц;
- контейнеры и ампулы для транспортировки радиоактивных изотопов;
- теплоотводящие пластины мощных полупроводниковых приборов и СВЧ-модулей;
- электроды и токоподводы вакуумных печей сопротивления;
- мишени для рентгеновских трубок и электронно-лучевых установок;
- балансировочные грузы и инерционные массы гироскопических систем.
В атомной отрасли лист ВНМ2-1 применяется для изготовления чехлов тепловыделяющих сборок и защитных втулок, работающих в среде жидкометаллического теплоносителя. Высокая плотность материала обеспечивает эффективное ослабление гамма-излучения: слой толщиной 10 мм снижает интенсивность излучения Co-60 примерно в 3–4 раза.
Сортамент и размеры листов ВНМ2-1
Лист вольфрамовый ВНМ2-1 поставляется в виде мерных листов с обрезной кромкой. Стандартный размерный ряд включает листы шириной 100–400 мм и длиной 200–800 мм. Допуск на толщину составляет 0,1 мм для проката до 2 мм и 0,2 мм для более толстых листов. Плоскостность контролируется на поверочной плите; неплоскостность не превышает 3 мм на 1 м длины.
| Толщина, мм | Ширина, мм | Длина, мм | Плотность, г/см | Предел прочности, МПа |
|---|---|---|---|---|
| 0,5 | 100–200 | 200–400 | 17,2 | 750 |
| 1,0 | 100–300 | 200–600 | 17,3 | 800 |
| 2,0 | 150–400 | 300–800 | 17,4 | 820 |
| 5,0 | 200–400 | 400–800 | 17,5 | 850 |
Особенности выбора и заказа
При заказе листа ВНМ2-1 необходимо указывать толщину, размеры по ширине и длине, а также требование к состоянию поставки — горячекатаный (ГК) или холоднокатаный (ХК) с отжигом. Для ответственных применений в вакуумной технике требуется контроль газовых примесей: содержание кислорода не более 0,005%, водорода — не более 0,001%. Поверхность листа должна быть свободна от расслоений, трещин и инородных включений; допускаются незначительные цвета побежалости после отжига.
Хранение листов ВНМ2-1 осуществляется в сухих отапливаемых помещениях при относительной влажности не более 60%. Длительный контакт с влагой вызывает коррозию никель-медной связки, что приводит к снижению прочностных характеристик. При транспортировке листы упаковываются в водонепроницаемую бумагу и деревянные ящики с амортизирующими прокладками.
Вопросы и ответы
Чем лист ВНМ2-1 отличается от листа из чистого вольфрама?
ВНМ2-1 содержит никель-медную связующую фазу, которая повышает пластичность и обрабатываемость. Чистый вольфрам хрупок при комнатной температуре и требует спекания или горячей деформации для получения листового проката, тогда как ВНМ2-1 допускает обычную механическую обработку.
Какая максимальная рабочая температура для листа ВНМ2-1?
В инертной или восстановительной атмосфере материал сохраняет механические свойства до 800–900 C. На воздухе предельная температура ограничена 400–500 C из-за окисления вольфрамовой матрицы.
Возможна ли сварка листов ВНМ2-1 между собой?
Сварка плавлением затруднена из-за склонности к образованию пор в зоне шва. Рекомендуется пайка медными припоями в вакууме или механические соединения на резьбовых элементах.
Какой допуск на толщину листа ВНМ2-1?
Для листов толщиной до 2 мм допуск составляет 0,1 мм, для проката 2–10 мм — 0,2 мм. Точные размеры согласовываются при заказе под конкретную оснастку.
