Полоса вольфрамовая W-La20: лантанированная вольфрамовая полоса для высокотемпературных узлов
Полоса вольфрамовая W-La20 — деформированный полуфабрикат из вольфрама, легированного оксидом лантана LaO в количестве около 2 % по массе. В отличие от чистого вольфрама марки ВЧ, лантанированная разновидность сохраняет мелкозернистую структуру после рекристаллизации, что обеспечивает стойкость к хрупкому разрушению при циклическом нагреве. Полоса изготавливается методами порошковой металлургии с последующей прокаткой и отжигом, поставляется в виде прямоугольного сечения с отношением ширины к толщине от 5:1 до 40:1.
Технические характеристики и сортамент
Материал W-La20 относится к классу лантанированных вольфрамовых сплавов, применяемых в условиях интенсивного термического нагружения. Оксид лантана распределяется по границам зёрен в виде дисперсных включений, тормозящих рост зерна при температурах выше 1400 C. Это ключевое отличие от нелегированного вольфрама, который при рекристаллизации образует крупнозернистую структуру и теряет пластичность.
- Марка: W-La20 (вольфрам с 1,5–2,2 % LaO)
- Плотность: 18,8–19,1 г/см
- Температура рекристаллизации: 1500–1700 C
- Предел прочности при растяжении: 550–750 МПа (деформированное состояние)
- Твёрдость по Виккерсу: 350–450 HV
- Толщина полосы: 0,1–6,0 мм; ширина: 10–200 мм
Сортамент и допуски
| Толщина, мм | Ширина, мм | Длина, мм | Предельное отклонение по толщине, мм | Состояние поставки |
|---|---|---|---|---|
| 0,2 | 20–60 | 500–1000 | 0,02 | деформированное |
| 0,5 | 30–100 | 500–1500 | 0,03 | деформированное |
| 1,0 | 50–150 | 500–2000 | 0,05 | отожжённое |
| 2,0 | 60–200 | 500–2000 | 0,08 | отожжённое |
| 4,0 | 80–200 | 500–1500 | 0,15 | деформированное |
Области применения
Полоса W-La20 востребована в узлах, где требуется сочетание высокой температуры эксплуатации и устойчивости к термоциклированию. Конкретные направления:
- Электроды для дуговой сварки в среде аргона — лантанированный вольфрам обеспечивает стабильное горение дуги и низкую эмиссию.
- Нагревательные элементы высокотемпературных вакуумных печей сопротивления с рабочими температурами до 2000 C.
- Экраны и теплозащитные элементы в установках электронно-лучевой плавки.
- Катодные узлы в источниках ионов и ускорителях заряженных частиц.
- Токоподводы и токовводы в стекловаренных печах и печах для выращивания монокристаллов.
- Оснастка для горячего прессования тугоплавких порошков в среде водорода.
Технологические особенности обработки
Полоса W-La20 обрабатывается резанием только с применением твердосплавного инструмента и интенсивного охлаждения. Сварка плавлением затруднена из-за склонности к образованию горячих трещин; соединения выполняются диффузионной сваркой в вакууме при 1600–1800 C и давлении 15–25 МПа. При гибке в холодном состоянии требуется подогрев до 400–600 C для предотвращения расслоения по границам зёрен.
Вопросы и ответы
Чем W-La20 отличается от чистого вольфрама ВЧ?
Легирование оксидом лантана подавляет рост зерна при рекристаллизации, что сохраняет пластичность после длительной работы при 1500–1700 C. Чистый вольфрам в этих условиях становится хрупким.
При каких температурах полоса W-La20 сохраняет механическую стабильность?
Рабочий диапазон — от –50 C до 2000 C в вакууме или инертной среде. В окислительной атмосфере без защитного покрытия предельная температура не превышает 600 C.
Какой инструмент применяется для механической обработки полосы W-La20?
Используются резцы и фрезы из твёрдых сплавов группы ВК с износостойким покрытием, шлифование — алмазными кругами. Обработка ведётся с обильным охлаждением.
Поставляется ли полоса W-La20 в отожжённом состоянии?
Да, по согласованию с заказчиком полоса поставляется как в деформированном, так и в отожжённом состоянии. Отжиг проводится в вакууме или водороде при 1200–1400 C.
