Вольфрамовый лист ВТ-20: характеристики, сортамент и применение
Вольфрамовый лист марки ВТ-20 — деформированный полуфабрикат из вольфрама технической чистоты, полученный методом порошковой металлургии с последующей прокаткой и отжигом. Марка ВТ-20 соответствует содержанию основного металла не менее 99,9 % и регламентируется техническими условиями на вольфрам технической чистоты. Лист сохраняет объёмно-центрированную кубическую решётку вольфрама и его ключевые свойства: температуру плавления 3422 C, плотность 19,25 г/см, модуль упругости около 410 ГПа.
Технические параметры листа ВТ-20
Прокатка вольфрама ВТ-20 ведётся при температурах выше температуры хрупко-вязкого перехода, что формирует вытянутую зеренную структуру вдоль направления деформации. Готовый лист поставляется в отожжённом состоянии с рекристаллизованной или частично рекристаллизованной структурой. Твёрдость по Виккерсу составляет 350–450 HV в зависимости от степени деформации и режима отжига. Предел прочности при растяжении — 600–1100 МПа при комнатной температуре.
Ключевое ограничение материала — низкая пластичность при комнатной температуре: переход в хрупкое состояние наблюдается в диапазоне 200–400 C. Механическая обработка, гибка и резка листа выполняются с предварительным нагревом до 400–600 C. При эксплуатации в вакууме или инертной среде лист сохраняет работоспособность до 2500 C; на воздухе без защитной атмосферы интенсивное окисление начинается выше 600 C с образованием летучего триоксида вольфрама WO.
Сортамент и типоразмеры
- Толщина листа — от 0,1 до 6,0 мм (стандартный ряд: 0,2; 0,5; 1,0; 2,0; 3,0; 5,0 мм)
- Ширина — 100–500 мм, длина — 200–1000 мм
- Предельные отклонения по толщине — 10 % для листов до 1 мм, 5 % для листов свыше 1 мм
- Состояние поставки — отожжённый, без окалины, с травленой или шлифованной поверхностью
- Форма поставки — листы, полосы, диски, вырезанные заготовки по чертежу заказчика
Типовые значения механических и физических свойств
| Параметр | Значение | Условия измерения | Единица | Примечание |
|---|---|---|---|---|
| Плотность | 19,25 | 20 C | г/см | теоретическая |
| Предел прочности | 600–1100 | 20 C, растяжение | МПа | зависит от отжига |
| Твёрдость | 350–450 | 20 C | HV | по Виккерсу |
| Теплопроводность | 173 | 20 C | Вт/(мК) | — |
| Температура плавления | 3422 | — | C | — |
| Рабочая температура | до 2500 | вакуум, инертный газ | C | без окисления |
Области применения
Лист ВТ-20 востребован в узлах, где требуется сочетание тугоплавкости, низкого давления насыщенного пара и стабильности геометрии при высоких температурах:
- Экраны и теплозащита в вакуумных печах сопротивления и установках электронно-лучевой плавки
- Катоды и подложки в ионно-плазменных напылительных системах магнетронного типа
- Электроды и токоподводы в установках электрошлакового переплава и дуговой сварки в среде аргона
- Мишени для распыления при нанесении вольфрамовых покрытий в микроэлектронике
- Балансировочные грузы и экраны рентгеновского излучения в медицинском и дефектоскопическом оборудовании
- Детали арматуры высокотемпературных газовых трактов и сопловых блоков в аэрокосмической технике
Технологические особенности обработки
Резка листа ВТ-20 выполняется лазером в среде аргона, электроэрозионным или абразивным методом с охлаждением. Сварка возможна только в камере с контролируемой атмосферой при содержании кислорода ниже 10 ppm; зона термического влияния склонна к образованию трещин. Для соединения с другими металлами применяют пайку припоями на основе меди или серебра в вакууме. Шлифование и полирование ведут алмазным инструментом, поскольку вольфрам абразивно обрабатывается значительно труднее стали.
Вопросы и ответы
Чем лист ВТ-20 отличается от листа ВТ-15?
Марка ВТ-20 содержит меньше примесей и имеет более высокую чистоту по кислороду и углероду, что повышает пластичность и снижает температуру хрупко-вязкого перехода. Лист ВТ-15 применяется там, где требования к чистоте ниже, а стоимость критична.
Можно ли гнуть лист ВТ-20 при комнатной температуре?
Нет. При 20 C вольфрам находится в хрупком состоянии. Гибку выполняют с нагревом до 400–600 C, радиус гиба принимают не менее трёх толщин листа.
Какой газ защитный используют при отжиге листа ВТ-20?
Отжиг проводят в вакууме не хуже 10 Па или в среде сухого водорода, аргона. Применение азота недопустимо из-за образования нитридов, снижающих пластичность.
Как хранить вольфрамовый лист ВТ-20?
Листы хранят в сухом отапливаемом помещении при влажности не выше 60 %, в упаковке, исключающей контакт с влагой и агрессивными средами. Контакт с медью и её сплавами при высокой влажности нежелателен из-за гальванической пары.
