Полоса вольфрамовая ВД-25 в Минске

Полоса вольфрамовая ВД-25 — технические характеристики и применение

Полоса вольфрамовая ВД-25 — это деформированный полуфабрикат из вольфрама марки ВД-25, получаемый методом горячей прокатки или ковки с последующей механической обработкой. Материал относится к группе вольфрамовых сплавов с добавками оксида лантана (до 2,5%), что обеспечивает повышенную стабильность структуры при высокотемпературном нагреве. ВД-25 характеризуется высокой плотностью (18,4–18,8 г/см), температурой плавления порядка 3400 C и низким коэффициентом термического расширения.

Ключевое отличие полосы ВД-25 от чистого вольфрама — легирование оксидом лантана, которое подавляет рекристаллизацию и рост зерна при длительной эксплуатации в интервале температур 1600–2400 C. Это делает материал предпочтительным для узлов, работающих в условиях циклических тепловых нагрузок и прямого контакта с расплавами металлов.

Технология производства и сортамент

Полосы ВД-25 изготавливаются из штабиков, прошедших многоступенчатую деформацию: сначала ковку на ротационно-ковочных машинах, затем прокатку на станах с контролируемой температурой. Толщина полос варьируется от 0,5 до 12 мм, ширина — от 10 до 200 мм. Поставляется материал в состоянии поставки — без термической обработки или с рекристаллизационным отжигом по требованию заказчика.

Механические свойства полосы ВД-25 зависят от направления деформации. Вдоль направления прокатки предел прочности достигает 700–900 МПа, относительное удлинение — 2–5%. При нагреве до 1000 C прочность снижается до 200–300 МПа, что характерно для всех тугоплавких металлов, однако сопротивление ползучести у ВД-25 выше, чем у чистого вольфрама ВА или ВЧ.

Применение полосы ВД-25

Основные области использования полосы вольфрамовой ВД-25 связаны с высокотемпературным оборудованием и вакуумной техникой:

• нагревательные элементы и экраны высокотемпературных вакуумных печей сопротивления (1600–2200 C);
• токоподводы и электроды в установках дуговой и электронно-лучевой плавки;
• контейнеры и тигли для выращивания монокристаллов сапфира и оксидных соединений;
• защитные экраны в зонах горячего изостатического прессования (ГИП);
• мишени для магнетронного распыления в производстве тонкоплёночных покрытий;
• электроды контактной сварки, работающие при импульсных тепловых нагрузках.

В химическом машиностроении полоса ВД-25 применяется для футеровки зон реакции в аппаратах, контактирующих с агрессивными средами при температурах до 400 C, где вольфрам проявляет высокую коррозионную стойкость к кислотам и щелочам.

Сравнение с другими марками вольфрама

Полоса ВД-25 отличается от марки ВА более высокой термостабильностью при длительных выдержках, а от чистого вольфрама ВЧ — меньшей склонностью к хрупкому разрушению после нагрева выше температуры рекристаллизации. Это достигается за счёт дисперсных частиц LaO, которые закрепляют границы зёрен и препятствуют их миграции.

Особенности обработки и монтажа

При механической обработке полосы ВД-25 необходимо учитывать склонность вольфрама к хрупкому разрушению при температурах ниже 200 C. Резку, сверление и фрезерование рекомендуется выполнять с применением твёрдосплавного инструмента и обильным охлаждением. Сварка полос ВД-25 производится электронно-лучевым или лазерным методом в вакууме или среде инертных газов; дуговая сварка в среде аргона допустима только для изделий толщиной до 3 мм.

При конструировании узлов из полосы ВД-25 следует предусматривать компенсацию термического расширения: коэффициент линейного расширения вольфрама составляет 4,5 10 К при 20–1000 C, что значительно ниже, чем у жаропрочных сталей и никелевых сплавов. Поэтому соединения вольфрамовых элементов с деталями из других материалов выполняются через промежуточные втулки из молибдена или компенсационные элементы.

Контроль качества и стандарты

Полоса вольфрамовая ВД-25 поставляется в соответствии с техническими условиями, регламентирующими химический состав, геометрические отклонения и состояние поверхности. Контроль качества включает:

• спектральный анализ на содержание лантана и примесей (Fe, Ni, Cr, Si — суммарно не более 0,05%);
• ультразвуковой контроль на отсутствие расслоений и трещин;
• проверку твёрдости по Виккерсу (HV 350–450 в деформированном состоянии);
• контроль разнотолщинности — не более 0,1 мм для полос до 3 мм.

Поверхность полосы не должна иметь следов окалины, загрязнений и механических повреждений. Допускается наличие технологической смазки, удаляемой перед установкой в вакуумные системы.

Вопросы и ответы