Лист вольфрамовый WL10 в Минске

Лист вольфрамовый WL10 — жаропрочный материал для высокотемпературных узлов

Лист вольфрамовый WL10 — это полуфабрикат из вольфрамового сплава с добавлением оксида лантана (LaO) в количестве 1,0–1,2% по массе. Материал относится к классу дисперсно-упрочнённых вольфрамовых сплавов, легирование оксидом лантана обеспечивает повышенную стабильность структуры при длительных термических нагрузках. В отличие от чистого вольфрама марки ВА, WL10 демонстрирует более высокое сопротивление высокотемпературной ползучести и рекристаллизации, что критично для деталей, работающих при температурах свыше 1600 C.

Лист производится методом вакуумной прокатки из спечённых заготовок с последующей механической обработкой поверхности. Типичная толщина листового проката — 0,5–10,0 мм, ширина — до 600 мм. Плотность сплава составляет 18,4–18,8 г/см, что близко к плотности чистого вольфрама. Твёрдость по Виккерсу после прокатки достигает 400–450 HV, предел прочности при растяжении в состоянии поставки — 700–900 МПа.

Технические характеристики листа WL10

Ключевое преимущество WL10 перед нелегированным вольфрамом — температура рекристаллизации, которая повышается на 200–300 C благодаря частицам LaO, блокирующим движение границ зёрен. Это позволяет применять лист в узлах, где чистый вольфрам склонен к охрупчиванию после первого же термического цикла. Рабочая температура эксплуатации WL10 в окислительной среде ограничена 500–600 C без защитного покрытия, однако в вакууме или инертной атмосфере материал сохраняет работоспособность до 2000 C.

• Предел прочности при 20 C — 700–900 МПа
• Предел текучести при 20 C — 550–700 МПа
• Относительное удлинение — 2–5%
• Температура рекристаллизации — 1400–1600 C
• Теплопроводность при 20 C — 160–170 Вт/(мК)
• Температурный коэффициент линейного расширения — 4,5 10 К

Применение листового проката WL10

Лист вольфрамовый WL10 востребован в отраслях, где требуется сочетание высокой температуры плавления, механической прочности при нагреве и устойчивости к термическому удару. Основные области применения — производство нагревательных элементов и экранов для высокотемпературных вакуумных печей, работающих при 1800–2200 C. Из листа WL10 изготавливают контейнеры для выращивания сапфировых монокристаллов методом Киропулоса, где материал контактирует с расплавом AlO при 2050 C.

В атомной энергетике лист применяется для изготовления мишеней и конверторов в ускорительных установках, где требуется высокая плотность и радиационная стойкость. В аэрокосмической отрасли WL10 используется для теплозащитных экранов сопел ракетных двигателей и элементов газодинамического тракта, работающих в условиях кратковременного нагрева до 2500 C. Дополнительно материал востребован в производстве рентгеновских трубок — анодные узлы и коллиматоры из WL10 обеспечивают эффективный отвод тепла при интенсивной электронной бомбардировке.

Сравнение WL10 с другими вольфрамовыми материалами

Особенности обработки и поставки

Лист WL10 поставляется в состоянии после прокатки или с рекристаллизационным отжигом. Для деталей, работающих при температурах выше 1200 C, рекомендуется заказывать материал в рекристаллизованном состоянии, чтобы исключить деформацию при первом нагреве. Механическая обработка листа выполняется только методами шлифования, электроэрозионной резки или лазерной резки; традиционное точение и фрезерование затруднены из-за высокой твёрдости и хрупкости материала при комнатной температуре.

При проектировании деталей из листа WL10 необходимо учитывать склонность вольфрамовых сплавов к охрупчиванию при температурах ниже температуры вязко-хрупкого перехода (около 200–400 C в зависимости от толщины). Резку листа и монтаж узлов следует выполнять при подогреве до 150–200 C. Сварка WL10 выполняется электронно-лучевым методом в вакууме; аргонодуговая сварка допустима только для листов толщиной до 2 мм с предварительным подогревом.

Вопросы и ответы