Молибденовая полоса ЦМ 10-ВД: характеристики и применение
Молибденовая полоса ЦМ 10-ВД — это деформируемый полуфабрикат из молибдена марки ЦМ 10, полученный методом вакуумно-дугового переплава (ВД). Материал относится к группе тугоплавких металлов с температурой плавления 2620 C и сохраняет механическую прочность при нагреве до 1600–1800 C. Полоса ЦМ 10-ВД поставляется в холоднокатаном или горячекатаном состоянии с последующей правкой и травлением поверхности.
Молибден марки ЦМ 10 легирован цирконием (0,08–0,15 %) и углеродом (0,02–0,05 %), что обеспечивает дисперсионное упрочнение карбидной фазой. После вакуумно-дугового переплава структура металла отличается низким содержанием газовых примесей (кислород — не более 0,005 %, азот — не более 0,003 %), что повышает пластичность и свариваемость материала. Предел прочности полосы в холоднокатаном состоянии достигает 700–900 МПа при относительном удлинении 10–20 %.
Технологические параметры полосы ЦМ 10-ВД
Полоса изготавливается толщиной 0,5–5,0 мм и шириной 50–300 мм. Допуски по толщине соответствуют классу точности Б по ГОСТ 24932-81. Поверхность полосы — без расслоений, трещин и плен, допускаются незначительные следы правки и травления. Кромки полосы обрезаны под прямым углом, заусенцы не допускаются.
| Параметр | Значение | Метод контроля | Условия испытаний | Норматив |
|---|---|---|---|---|
| Предел прочности | 700–900 МПа | Растяжение | 20 C | ГОСТ 1497 |
| Относительное удлинение | 10–20 % | Растяжение | 20 C | ГОСТ 1497 |
| Твердость | 200–240 HB | Бринелль | 20 C | ГОСТ 9012 |
| Плотность | 10,2 г/см | Гидростатический | 20 C | ГОСТ 18898 |
| Температура рекристаллизации | 1100–1200 C | Металлография | Нагрев 1 ч | ГОСТ 5639 |
Эксплуатационные свойства и рабочие среды
Молибденовая полоса ЦМ 10-ВД характеризуется низким коэффициентом термического расширения (5,4 10 К) и высокой теплопроводностью (138 Вт/(мК)). Материал устойчив к воздействию расплавленных металлов — меди, цинка, алюминия, а также к агрессивным средам: соляной, серной и плавиковой кислотам при отсутствии окислителей. При температурах выше 400 C на воздухе молибден окисляется, поэтому длительная эксплуатация в окислительной атмосфере требует защитного покрытия или вакуумной среды.
Полоса ЦМ 10-ВД применяется в производстве нагревательных элементов вакуумных печей сопротивления, работающих при температурах до 1800 C. Из материала изготавливают экраны тепловой защиты, контейнеры для спекания твердосплавного инструмента, тигли для выращивания сапфиров методом Киропулоса и детали ионно-плазменных установок. В электронной промышленности полоса используется для изготовления подложек мощных полупроводниковых приборов и теплоотводов силовых модулей.
Обработка и свариваемость
Молибденовая полоса ЦМ 10-ВД поддается механической обработке: гибке, штамповке, вырубке и фрезерованию. Холодная деформация выполняется при комнатной температуре с промежуточными отжигами в вакууме при 900–1000 C для снятия наклепа. Сварка материала осуществляется в среде аргона или в вакууме электронно-лучевым методом. Сварные соединения обладают прочностью не менее 85 % от основного металла при условии предварительного подогрева до 150–200 C.
Форма поставки и контроль качества
Полоса ЦМ 10-ВД поставляется в бухтах или отрезках мерной длины. Каждая партия сопровождается сертификатом качества с указанием химического состава, механических свойств и результатов ультразвукового контроля. Допускается поставка полосы с шероховатостью поверхности Ra не более 3,2 мкм для применения в вакуумной технике.
Вопросы и ответы
Чем отличается молибденовая полоса ЦМ 10-ВД от полосы из чистого молибдена МЧ?
Полоса ЦМ 10-ВД легирована цирконием и углеродом, что повышает прочность при высоких температурах и сопротивление ползучести. Вакуумно-дуговой переплав обеспечивает более низкое содержание газовых примесей по сравнению с материалом, полученным методом порошковой металлургии.
Какая максимальная рабочая температура для полосы ЦМ 10-ВД в вакууме?
В вакууме не ниже 10 Па полоса сохраняет несущую способность до 1600–1800 C. При более высоких температурах наблюдается интенсивный рост зерна и снижение механических свойств.
Можно ли использовать полосу ЦМ 10-ВД в контакте с расплавленным алюминием?
Да, молибден практически не растворяется в расплавленном алюминии и его сплавах. Полоса применяется для изготовления погружных нагревателей и токоподводов в агрегатах литья алюминиевых сплавов.
Какой метод резки полосы ЦМ 10-ВД рекомендуется для минимизации дефектов кромки?
Оптимальным является электроэрозионная резка или резка на ленточнопильном станке с подачей СОЖ. Газовая резка не применяется из-за образования хрупких оксидов молибдена.
