Вольфрамовая полоса ВНЖ-95: сплав ВНЖ-95, технические характеристики и применение
Полоса вольфрамовая ВНЖ-95 — деформированный полуфабрикат из вольфрамового сплава ВНЖ-95 (вольфрам–никель–железо), получаемый методами порошковой металлургии с последующей горячей и холодной прокаткой. Сплав ВНЖ-95 относится к классу тяжёлых вольфрамовых сплавов (ТВС) с плотностью 17,0–18,0 г/см и содержит 95 % вольфрама по массе. Никель-железная связка обеспечивает спекаемость и пластичность, недостижимые для чистого вольфрама, что позволяет изготавливать полосы с высокой прочностью и вязкостью.
Состав и структура сплава ВНЖ-95
Сплав ВНЖ-95 — двухфазная композиция: зёрна вольфрама, связанные матрицей на основе Ni–Fe. Соотношение Ni:Fe в связке обычно 7:3 или 1:1. Структура формируется жидкофазным спеканием при 1400–1500 C с последующей термомеханической обработкой. Полоса проходит вакуумный отжиг для снятия наклёпа и стабилизации механических свойств.
- Вольфрам (W) — основа, 95 % по массе
- Никель (Ni) — 3,0–3,5 %
- Железо (Fe) — 1,5–2,0 %
- Примеси (Mo, O, C) — не более 0,3 % суммарно
- Плотность — 17,0–18,0 г/см
Технические характеристики полосы ВНЖ-95
Полоса вольфрамовая ВНЖ-95 поставляется в отожжённом или нагартованном состоянии. Толщина — от 0,1 до 10 мм, ширина — до 300 мм, длина — до 1000 мм. Кромки обрезные или необрезные. Предел прочности при растяжении — 700–1000 МПа в зависимости от степени деформации. Твёрдость по Виккерсу — 280–380 HV. Модуль упругости — 310–380 ГПа. Коэффициент теплового расширения — 4,5–5,5 10 К в диапазоне 20–500 C.
| Параметр | Значение | Единица | Условие | Метод контроля |
|---|---|---|---|---|
| Плотность | 17,0–18,0 | г/см | 20 C | ГОСТ 18898 |
| Предел прочности | 700–1000 | МПа | растяжение | ГОСТ 1497 |
| Твёрдость | 280–380 | HV | нагрузка 10 кгс | ГОСТ 2999 |
| Толщина полосы | 0,1–10,0 | мм | прокат | ГОСТ 18300 |
| Ширина полосы | до 300 | мм | обрезная кромка | ГОСТ 18300 |
| Теплопроводность | 90–120 | Вт/(мК) | 20 C | ГОСТ 7076 |
Области применения
Полоса ВНЖ-95 применяется там, где требуется сочетание высокой плотности, радиационной стойкости и механической прочности при повышенных температурах. Основные потребители — предприятия атомной энергетики, авиакосмической отрасли и производители медицинского оборудования.
- Биологическая защита в гамма-терапевтических установках и дефектоскопах
- Коллиматоры и экраны в системах радиационной томографии
- Балансировочные грузы в авиационных турбинах и вертолётных роторах
- Электроды для электроэрозионной обработки (ЭЭО) в пресс-формах
- Инерционные массы в гироскопах и системах наведения
- Подложки для мишеней магнетронного напыления
Обработка и совместимость
Полоса ВНЖ-95 поддаётся механической обработке твердосплавным инструментом, электроэрозионной и лазерной резке. Сварка плавлением затруднена из-за склонности к образованию хрупких фаз; применяется пайка припоями на основе меди или серебра в вакууме или среде аргона. Шлифование выполняется алмазными кругами. При нагреве выше 600 C на воздухе требуется защитная атмосфера во избежание окисления.
Вопросы и ответы
Чем полоса ВНЖ-95 отличается от чистого вольфрама?
Сплав ВНЖ-95 содержит никель-железную связку, которая повышает пластичность и ударную вязкость. Чистый вольфрам хрупок при комнатной температуре, тогда как ВНЖ-95 допускает механическую обработку и деформацию без разрушения.
Какая максимальная рабочая температура полосы ВНЖ-95?
Длительная эксплуатация возможна до 500–600 C в защитной атмосфере. Кратковременный нагрев до 800 C допустим без потери прочности, но требует вакуума или инертного газа.
Какой стандарт регламентирует поставку полосы ВНЖ-95?
Поставка осуществляется по техническим условиям производителя, гармонизированным с ASTM B777 (класс 2) и ГОСТ 18300. Марка ВНЖ-95 соответствует зарубежным аналогам WNiFe с 95 % W.
Возможна ли сварка полосы ВНЖ-95?
Сварка плавлением не рекомендуется из-за образования хрупких интерметаллидов. Применяется пайка в вакууме или аргоне, а также механическое крепление и электроэрозионная обработка.
