Лист вольфрамовый ВТ-15: характеристики, сортамент и применение
Лист вольфрамовый ВТ-15 — это деформированный полуфабрикат из вольфрама технической чистоты, полученный методом порошковой металлургии с последующей прокаткой и отжигом. Марка ВТ-15 регламентируется ГОСТ 23949-80 и соответствует содержанию основного металла не менее 99,85 % с регламентированным остаточным содержанием примесей. В отличие от листов из вольфрамового сплава ВМ, материал ВТ-15 не содержит легирующих добавок и сохраняет максимальную теплопроводность и минимальное удельное электросопротивление.
Технические параметры листа ВТ-15
Плотность вольфрама марки ВТ-15 составляет 19,25–19,35 г/см при 20 C. Температура плавления — 3410 C, температура начала рекристаллизации деформированного листа — 1200–1400 C в зависимости от степени деформации. Модуль упругости — 390–410 ГПа. Твёрдость по Виккерсу отожжённого листа — 350–450 HV. Коэффициент линейного расширения в диапазоне 20–1000 C — 4,4–5,0 10 К.
Листы ВТ-15 поставляются в отожжённом состоянии с шероховатостью поверхности Ra 2,5 мкм после шлифовки или травления. Кромки обрезаются на электроэрозионных или лазерных установках, что исключает локальное упрочнение и микротрещины.
| Толщина, мм | Ширина, мм | Длина, мм | Предел прочности, МПа | Относительное удлинение, % |
|---|---|---|---|---|
| 0,1 | 100 | 200 | 800–950 | 2–4 |
| 0,5 | 200 | 500 | 750–900 | 3–6 |
| 1,0 | 300 | 600 | 700–850 | 4–8 |
| 2,0 | 400 | 800 | 650–800 | 5–10 |
| 3,0 | 500 | 1000 | 600–750 | 6–12 |
Химический состав и примеси
Содержание вольфрама в листе ВТ-15 — не менее 99,85 %. Регламентированные примеси и их предельные доли:
- молибден — не более 0,010 %
- железо — не более 0,005 %
- кремний — не более 0,003 %
- кальций — не более 0,003 %
- кислород — не более 0,005 %
- углерод — не более 0,005 %
Суммарное содержание примесей не превышает 0,15 %. Именно низкое содержание кислорода и углерода обеспечивает пластичность листа при комнатной температуре и возможность механической обработки без предварительного нагрева.
Области применения
Лист вольфрамовый ВТ-15 применяется в узлах, где требуется сочетание высокой температуры эксплуатации и стойкости к распылению под действием ионных пучков:
- экраны и катоды в установках электронно-лучевой сварки и напыления
- тигли и подложки в вакуумных термических печах сопротивления
- электроды и токоподводы в электролизёрах для получения редкоземельных металлов
- мишени в магнетронных распылительных системах для нанесения тонкоплёночных покрытий
- теплозащитные элементы в ракетных двигателях малой тяги и газодинамических стендах
- рентгеновские антирассеивающие диафрагмы и коллиматоры
В полупроводниковой промышленности листы ВТ-15 толщиной 0,1–0,5 мм используются как испарители в установках термического осаждения металлов. В металлургии — как футеровочные пластины в зонах интенсивного износа при температурах выше 2000 C.
Обработка и совместимость
Механическая обработка листа ВТ-15 выполняется твердосплавным инструментом с охлаждением. Сварка возможна только в среде инертных газов или в вакууме; при контакте с воздухом выше 400 C вольфрам интенсивно окисляется с образованием летучего триоксида WO. Соединение с медью и молибденом осуществляется пайкой припоями на основе меди и серебра в водородных печах. Лист совместим с графитовыми и керамическими элементами оснастки при условии исключения прямого контакта с углеродом выше 1400 C.
Вопросы и ответы
Чем лист ВТ-15 отличается от листа ВМ?
ВТ-15 — технически чистый вольфрам без легирующих добавок, тогда как ВМ содержит оксид лантана или иттрия. ВТ-15 имеет более высокую теплопроводность, но меньшую стойкость к рекристаллизации при длительной работе выше 1400 C.
При какой температуре можно эксплуатировать лист ВТ-15 в вакууме?
В вакууме не хуже 10 Па лист работоспособен до 2200–2400 C без потери механической целостности. В инертной среде (аргон, гелий) верхний предел — 2000 C. На воздухе без защитного покрытия — не выше 400 C.
Какой минимальный радиус гибки допустим для листа ВТ-15?
Для отожжённого листа толщиной до 0,5 мм минимальный радиус гибки составляет 3–4 толщины при температуре 300–500 C. Холодная гибка возможна при радиусе не менее 6 толщин для листов до 0,3 мм.
Поставляется ли лист ВТ-15 с сертификатом химического анализа?
Да, каждая партия сопровождается сертификатом качества с указанием фактического содержания вольфрама и примесей, результатов испытаний на растяжение и данных по твёрдости. Соответствие подтверждается по ГОСТ 23949-80.
