Молибденовые заготовки ТУ 14-1-4198-87 — технические характеристики и применение
Молибденовые заготовки, изготовленные по ТУ 14-1-4198-87, представляют собой полуфабрикаты из технически чистого молибдена, предназначенные для последующей механической обработки и использования в высокотемпературных узлах и агрегатах. Данные заготовки поставляются в виде прутков, пластин и поковок, полученных методами порошковой металлургии с последующей деформацией. Регламентируемые ТУ параметры обеспечивают стабильность химического состава и механических свойств в диапазоне рабочих температур до 1600 C.
Химический состав и структура
Основу материала составляет молибден (не менее 99,5 %), легирующими добавками выступают кремний и алюминий в микроколичествах, что соответствует маркам МЧ (молибден чистый) и МК (молибден с кремнещелочной добавкой). Содержание примесей — железа, никеля, кальция и кислорода — ограничено значениями, указанными в ТУ. Структура заготовок — мелкозернистая, рекристаллизованная, без видимых расслоений и трещин после ультразвукового контроля. Плотность материала составляет 10,2 г/см, что соответствует теоретической плотности молибдена после полного спекания и деформационного упрочнения.
Механические свойства при высоких температурах
Заготовки характеризуются высокой температурой рекристаллизации (1200–1300 C), что позволяет сохранять прочностные характеристики при нагреве в вакууме и инертных средах. Предел прочности при комнатной температуре достигает 700–900 МПа в зависимости от степени деформации, при 1000 C — не менее 250 МПа. Твердость по Бринеллю составляет 180–220 HB. Материал склонен к хладноломкости, поэтому механическая обработка заготовок выполняется с подогревом или на малых скоростях резания.
| Параметр | Значение при 20 C | Значение при 800 C | Значение при 1200 C | Метод контроля |
|---|---|---|---|---|
| Предел прочности, МПа | 750–900 | 350–420 | 180–220 | Растяжение по ГОСТ 1497 |
| Предел текучести, МПа | 600–700 | 280–320 | 140–160 | Растяжение по ГОСТ 1497 |
| Относительное удлинение, % | 10–15 | 20–25 | 35–40 | Растяжение по ГОСТ 1497 |
Геометрические параметры и допуски
ТУ 14-1-4198-87 регламентирует сортамент заготовок: прутки диаметром от 10 до 80 мм, пластины толщиной 5–30 мм, поковки с максимальным размером до 200 мм. Допуски на диаметр прутков составляют 1,5 % для размеров до 30 мм и 1,0 % для более крупных сечений. Кривизна прутков не превышает 3 мм на 1 метр длины. Шероховатость поверхности после механической обработки — Ra 6,3 мкм, допускаются следы правки и зачистки без рисок и заусенцев.
Области применения
Заготовки используются при производстве компонентов для следующих инженерных систем и оборудования:
- нагревательные элементы и экраны вакуумных печей сопротивления, работающих при температурах до 1600 C;
- электроды и держатели электродов для дуговой сварки тугоплавких металлов;
- тигли и лодочки для плавки редкоземельных элементов и выращивания монокристаллов сапфира;
- токопроводящие элементы и контакты в сильноточных вакуумных выключателях;
- мишени для магнетронного распыления в установках нанесения тонкопленочных покрытий;
- детали термопарных чехлов и защитных гильз для агрессивных сред в химическом производстве.
Особенности обработки и эксплуатации
Молибденовые заготовки требуют соблюдения технологических режимов при механообработке: точение и фрезерование выполняются твердосплавным инструментом с подачей охлаждающей жидкости, сверление глубоких отверстий — на станках с принудительной подачей СОЖ. Сварка заготовок производится в среде аргона или в вакууме электронным лучом, поскольку при нагреве на воздухе свыше 400 C начинается интенсивное окисление с образованием летучего триоксида молибдена. При эксплуатации в окислительной атмосфере требуется защитное покрытие или инертная среда.
Контроль качества и приемка
Каждая партия заготовок проходит входной контроль химического состава методом спектрального анализа, проверку геометрических размеров и визуальный осмотр. Выборочно проводятся испытания на растяжение при комнатной температуре и контроль твердости. Заготовки маркируются несмываемой краской с указанием номера плавки и партии, упаковываются в деревянные ящики с прокладкой из мягкого материала для исключения механических повреждений при транспортировке.
Вопросы и ответы
Какие марки молибдена соответствуют ТУ 14-1-4198-87?
ТУ распространяется на заготовки из молибдена марок МЧ и МК. Марка МЧ — молибден технически чистый без легирующих добавок, МК — молибден с кремнещелочной микролегирующей добавкой, повышающей температуру рекристаллизации.
Допускается ли сварка молибденовых заготовок?
Да, сварка выполняется в среде аргона или в вакууме электронным лучом. Перед сваркой поверхность зачищается до металлического блеска, поскольку оксидная пленка ухудшает формирование шва и вызывает пористость.
Какие режимы резания рекомендуются для молибденовых заготовок?
Рекомендуемые скорости резания при точении — 30–60 м/мин твердосплавным инструментом, подача 0,1–0,2 мм/об. Применение СОЖ обязательно для отвода тепла и предотвращения наклепа поверхности.
Как хранить молибденовые заготовки?
Заготовки хранятся в сухих отапливаемых помещениях при относительной влажности не более 60 %. Длительное хранение во влажной среде вызывает коррозию поверхности и требует последующей зачистки перед использованием.
