Корзина
Ваша корзина пуста!
Это никогда не поздно исправить :)
Пруток вольфрамовый ВД-30: сплавы вольфрам–торий для высокотемпературных узлов
Пруток вольфрамовый ВД-30 — металлопродукция из торированного вольфрама, где 30 % оксида тория ThO распределено в вольфрамовой матрице. Сплав ВД-30 относится к дисперсионно-упрочнённым композициям системы W–ThO и выпускается в виде круглых прутков диаметром от 2 до 40 мм методом порошковой металлургии с последующим спеканием и ротационной ковкой. Наличие тугоплавкой оксидной фазы тормозит рекристаллизацию и сохраняет мелкозернистую структуру при нагреве выше 1600 C, что отличает ВД-30 от нелегированного вольфрама ВЧ и лантанированного ВЛ.
Состав и структурные характеристики
Матрица сплава — вольфрам чистотой не менее 99,95 % по основному металлу. Оксид тория вводится на стадии восстановления и распределяется по границам зёрен, формируя барьер для миграции дислокаций. Плотность материала — 18,5–18,8 г/см, температура плавления вольфрамовой основы — 3410 C. Пруток поставляется в кованом, спечённом или шлифованном состоянии с шероховатостью поверхности Ra 1,6–3,2 мкм.
| Параметр | Значение | Метод контроля | Условия эксплуатации | Примечание |
|---|---|---|---|---|
| Диаметр прутка | 2–40 мм | ГОСТ 26877 | вакуум, инертный газ | допуск h9–h11 |
| Содержание ThO | 28–32 % | химический анализ | — | по ТУ изготовителя |
| Плотность | 18,5–18,8 г/см | гидростатическое взвешивание | 20 C | относительная — 96–98 % |
| Предел прочности | 900–1200 МПа | растяжение | 20 C | зависит от степени деформации |
| Рабочая температура | до 2200 C | — | вакуум 10 Па | без активного окисления |
| Твёрдость | 350–420 HV | Виккерс | 20 C | кованый пруток |
Технологические свойства и поведение при нагреве
Дисперсная фаза ThO повышает температуру начала рекристаллизации до 1800–1900 C против 1200–1300 C у чистого вольфрама. Пруток ВД-30 сохраняет форму при циклическом нагреве в водороде и вакууме, устойчив к провисанию в вертикальном положении. Обработка резанием затруднена из-за хрупкости: применяют электроэрозионную резку, шлифование алмазным инструментом, точение твердосплавными резцами с нагревом зоны резания.
Области применения
- Электроды для аргонодуговой сварки (TIG) нержавеющих и титановых сплавов — стабильное горение дуги, стойкость к загрязнению шва.
- Катоды и аноды электронно-лучевых установок, ионных источников, ускорителей частиц.
- Тигли и оснастка для вакуумной плавки тугоплавких металлов и кварцевого стекла.
- Экраны и теплозащитные элементы камер высокотемпературных печей сопротивления.
- Контакты и электроды в установках электрошлакового переплава.
- Детали сопел и критических сечений в плазмотронах и ракетных двигателях малой тяги.
Сравнение с аналогами
В отличие от лантанированного вольфрама ВЛ, сплав ВД-30 обеспечивает более высокую эмиссионную стабильность при длительной работе, но требует контроля радиационной безопасности: ThO относится к слаборадиоактивным материалам. Прутки ВД-30 уступают по пластичности вольфраму ВЧ, однако превосходят его по сопротивлению ползучести при 1800–2000 C. Применение ограничено условиями, исключающими контакт с открытым пламенем и влажной атмосферой.
Вопросы и ответы
Чем пруток ВД-30 отличается от чистого вольфрама ВЧ?
Введение 30 % ThO подавляет рост зерна при высоких температурах, повышает температуру рекристаллизации до 1800–1900 C и увеличивает сопротивление ползучести, тогда как ВЧ теряет прочность уже при 1200–1300 C.
Требуются ли специальные меры безопасности при обработке ВД-30?
Да. Торированный вольфрам слаборадиоактивен, поэтому механическую обработку ведут с местной вытяжкой, сбором стружки и пыли, применяют средства индивидуальной защиты органов дыхания.
В каких средах допустима эксплуатация прутка ВД-30?
Материал работоспособен в вакууме, водороде, инертных газах при температурах до 2200 C. В окислительной атмосфере выше 600 C наблюдается интенсивное образование летучего триоксида вольфрама.
Какой диаметр прутка доступен для поставки?
Стандартный сортамент охватывает диаметры от 2 до 40 мм; по согласованию возможны промежуточные размеры и прутки с шлифованной поверхностью под конкретный узел.