Лист вольфрамовый ВНЖ-97,5: технические характеристики и области применения
Лист вольфрамовый марки ВНЖ-97,5 — деформированный полуфабрикат из вольфрамового сплава системы W–Ni–Fe с содержанием вольфрама не менее 97,5 % по массе. Сплав относится к классу тяжёлых вольфрамовых сплавов (ТВС), получаемых методами порошковой металлургии с последующей деформацией давлением. Плотность материала — 18,5–18,8 г/см, что обеспечивает высокую удельную массу при относительно компактных габаритах изделия.
В отличие от чистого вольфрама, легирование никелем и железом в соотношении Ni:Fe 7:3 снижает температуру спекания и придаёт сплаву пластичность при комнатной температуре. Лист ВНЖ-97,5 сохраняет прочность до 800–1000 C в защитной атмосфере, обладает пределом прочности при растяжении 900–1100 МПа и твёрдостью 24–28 HRC. Материал немагнитен, устойчив к радиационному охрупчиванию и обладает коэффициентом линейного расширения 4,5–5,5 10 К в диапазоне 20–500 C.
Сортамент и геометрические параметры
Листы ВНЖ-97,5 выпускаются горячекатаными и холоднокатаными с последующим отжигом. Толщина варьируется от 0,5 до 20 мм, ширина — до 600 мм, длина — до 1200 мм. Предельные отклонения по толщине соответствуют требованиям ТУ на тяжёлые вольфрамовые сплавы. Кромки листа обрабатываются механически — фрезерование или шлифование — для удаления заусенцев и окисленных участков.
| Параметр | Значение | Метод контроля | Условия эксплуатации | Примечание |
|---|---|---|---|---|
| Плотность | 18,5–18,8 г/см | ГОСТ 20018 | 20 C | гидростатическое взвешивание |
| Предел прочности | 900–1100 МПа | ГОСТ 1497 | 20 C | после отжига |
| Твёрдость | 24–28 HRC | ГОСТ 9013 | 20 C | по Роквеллу |
| Толщина листа | 0,5–20 мм | ГОСТ 166 | — | штангенциркуль |
| Теплопроводность | 80–90 Вт/(мК) | ГОСТ 7076 | 20–400 C | лазерный метод |
Технологические особенности производства
Исходная шихта — порошки вольфрама, никеля и железа — смешивается в шаровых мельницах, прессуется в заготовки и спекается в водородной печи при 1400–1500 C. Последующая горячая прокатка при 1200–1300 C обеспечивает уплотнение структуры и устранение остаточной пористости. Холодная прокатка с промежуточными отжигами при 900–1000 C формирует окончательную толщину и улучшает качество поверхности.
Термическая обработка проводится в вакуумных печах или в атмосфере водорода для предотвращения окисления. Отжиг снимает внутренние напряжения и повышает пластичность, что критично при последующей механической обработке — точении, фрезеровании, электроэрозионной резке.
Области применения
- Защитные экраны и коллиматоры в рентгеновских и гамма-дефектоскопах, радиационных установках
- Балансировочные грузы и инерционные массы в авиационных гироскопах, вибростендах
- Контейнеры и оснастка для горячего изостатического прессования в порошковой металлургии
- Электроды и токоподводы в установках электрошлакового переплава
- Экранирующие элементы в ускорителях заряженных частиц и термоядерных реакторах
- Заготовки для литейных форм в стекольной и ювелирной промышленности
Обрабатываемость и совместимость
Лист ВНЖ-97,5 поддаётся механической обработке твердосплавным инструментом с износостойкими покрытиями. Рекомендуемые режимы: скорость резания 30–60 м/мин, подача 0,05–0,15 мм/об. Для электроэрозионной обработки применяются графитовые электроды. Сварка плавлением затруднена из-за склонности к образованию горячих трещин; соединения выполняются пайкой или механическим крепежом.
Материал совместим с вакуумными системами, не выделяет газов при нагреве до 600 C в условиях остаточного давления 10 Па. При контакте с медью и её сплавами при температурах выше 800 C возможно образование хрупких интерметаллидов.
Вопросы и ответы
Какое содержание вольфрама в сплаве ВНЖ-97,5?
Массовая доля вольфрама составляет не менее 97,5 %. Остальное — никель и железо в соотношении примерно 7:3, обеспечивающие пластичность и технологичность сплава.
При каких температурах лист ВНЖ-97,5 сохраняет прочность?
Сплав сохраняет механические свойства до 800–1000 C в защитной или вакуумной атмосфере. На воздухе выше 600 C начинается интенсивное окисление.
Чем отличается ВНЖ-97,5 от чистого вольфрама?
Легирование никелем и железом снижает температуру спекания, повышает пластичность при комнатной температуре и улучшает обрабатываемость резанием по сравнению с чистым вольфрамом.
Какие отрасли применяют лист ВНЖ-97,5?
Материал востребован в радиационной защите, авиаприборостроении, порошковой металлургии, электрошлаковом переплаве и производстве оснастки для стекольной промышленности.
