Молибденовый лист ЦМ-2А: технические характеристики и области применения
Молибденовый лист марки ЦМ-2А — деформированный полуфабрикат из молибдена технической чистоты, изготовленный методом порошковой металлургии с последующей горячей и холодной прокаткой. Марка ЦМ-2А регламентируется ТУ 48-19-69 и отличается от ЦМ-1 и ЦМ-2 более жёстким ограничением по содержанию примесей внедрения — кислорода, азота, углерода, что напрямую определяет пластичность при комнатной температуре и температуру хрупко-вязкого перехода.
Химический состав и структура
Основа сплава — молибден с чистотой не менее 99,9 %. Суммарное содержание примесей внедрения в листе ЦМ-2А не превышает 0,05 %, что обеспечивает температуру перехода в хрупкое состояние ниже +20 C. Структура — равноосное зерно с размером 15–40 мкм после рекристаллизационного отжига при 1100–1300 C в вакууме или водороде. Плотность материала — 10,2 г/см, температура плавления — 2620 C.
Механические и физические свойства
Прочностные характеристики листа ЦМ-2А зависят от состояния поставки — отожжённого или деформированного нагартованного. Предел прочности отожжённого листа — 550–700 МПа, относительное удлинение — 15–25 %. Модуль упругости — 330 ГПа. Коэффициент теплового расширения в диапазоне 20–1000 C — 5,810 К. Теплопроводность при 100 C — 138 Вт/(мК).
| Параметр | Значение | Условие измерения | Метод контроля | Единица |
|---|---|---|---|---|
| Толщина листа | 0,1–6,0 | по ТУ 48-19-69 | микрометрия | мм |
| Предел прочности | 550–700 | отожжённое состояние, 20 C | растяжение | МПа |
| Относительное удлинение | 15–25 | отожжённое состояние, 20 C | растяжение | % |
| Температура рекристаллизации | 1100–1300 | вакуум 10 Па | металлография | C |
| Суммарные примеси внедрения | 0,05 | по сертификату | спектральный анализ | % |
Технологические особенности
Лист ЦМ-2А поставляется в отожжённом или нагартованном состоянии. Холодная деформация при комнатной температуре ограничена степенью обжатия 10–15 % из-за склонности к хрупкому разрушению. Гибка и штамповка выполняются с предварительным нагревом до 200–400 C. Сварка осуществляется в среде аргона или в вакууме; сварные соединения требуют последующего отжига при 900–1000 C для снятия напряжений. Обработка резанием возможна твердосплавным инструментом без применения смазочно-охлаждающих жидкостей на водной основе.
Области применения
- Экраны и теплозащитные элементы вакуумных электропечей сопротивления с рабочими температурами до 1800 C.
- Катодные узлы и держатели в установках ионно-плазменного напыления и магнетронного распыления.
- Токовводы и токоподводящие элементы в электровакуумных приборах и рентгеновских трубках.
- Футеровка тиглей и оснастка для выращивания монокристаллов кремния методом Чохральского.
- Детали газоразрядных камер и электроды в установках плазмохимического травления.
- Элементы конструкций в авиационных и ракетных двигателях, работающие при температурах выше 1200 C.
Условия эксплуатации и ограничения
Молибденовый лист ЦМ-2А сохраняет работоспособность в вакууме и инертных средах до 1800 C. В окислительной атмосфере применение ограничено температурой 600–700 C из-за интенсивного образования летучего триоксида молибдена. Для работы в воздушной среде при более высоких температурах требуется защитное покрытие на основе дисилицида молибдена. Материал чувствителен к концентраторам напряжений — надрезам, резким переходам сечений, что учитывается при проектировании оснастки.
Вопросы и ответы
Чем марка ЦМ-2А отличается от ЦМ-1?
ЦМ-2А имеет более жёсткие ограничения по содержанию примесей внедрения — кислорода, азота и углерода. Это снижает температуру хрупко-вязкого перехода и повышает технологическую пластичность при гибке и штамповке.
При какой температуре можно эксплуатировать лист ЦМ-2А в вакууме?
В вакууме 10 Па и выше материал работоспособен до 1800 C без существенной потери механических свойств. В инертных средах — аргоне, гелии — верхний предел аналогичен.
Возможна ли сварка молибденового листа ЦМ-2А?
Да, сварка выполняется в среде аргона или в вакууме. После сварки обязателен отжиг при 900–1000 C для снятия остаточных напряжений и восстановления пластичности сварного шва.
Какой толщины лист ЦМ-2А выпускается по ТУ 48-19-69?
Стандартный сортамент включает листы толщиной от 0,1 до 6,0 мм. Точность прокатки и предельные отклонения по толщине регламентируются соответствующими пунктами технических условий.
