Корзина
Ваша корзина пуста!
Это никогда не поздно исправить :)
Пруток вольфрамовый ВИ-20 — жаропрочный материал для высокотемпературных узлов
Пруток вольфрамовый ВИ-20 — это легированный вольфрамовый сплав с содержанием оксида иттрия (YO) в количестве 1,8–2,2 %. Материал относится к группе дисперсно-упрочнённых вольфрамовых композиций, получаемых методами порошковой металлургии с последующей механической обработкой. В отличие от чистого вольфрама марки ВА, сплав ВИ-20 сохраняет стабильность структуры при длительных тепловых нагрузках благодаря торможению миграции границ зёрен частицами оксида иттрия.
Прутки ВИ-20 поставляются в горячекованном или горячепрессованном состоянии с последующей правкой. Типовой диапазон диаметров — 3–80 мм, длина — 300–1000 мм. Механические характеристики зависят от степени деформации: для прутков малых сечений предел прочности при растяжении достигает 450–550 МПа, для крупных сечений — 350–420 МПа. Твёрдость по Виккерсу составляет 320–380 HV. Рабочая температура эксплуатации — до 2000 C в инертной или восстановительной атмосфере; на воздухе материал требует защитного покрытия или работы в вакууме.
Технические характеристики и структура
Основу сплава составляет вольфрам (не менее 97,5 %), легирующая добавка — оксид иттрия. Дисперсные частицы YO размером 0,5–2 мкм равномерно распределены по объёму металла, что обеспечивает:
- повышенную жаропрочность при температурах выше 1400 C;
- сопротивление рекристаллизации — температура начала рекристаллизации сдвигается до 1600–1700 C;
- стабильность геометрических размеров при циклических тепловых нагрузках;
- устойчивость к ползучести в интервале 1800–2000 C.
Плотность сплава — 18,6–18,8 г/см, температура плавления — около 3400 C. Коэффициент термического расширения — 4,5 10 К, что близко к значениям чистого вольфрама и позволяет использовать ВИ-20 в парах трения с молибденовыми и танталовыми элементами без значительных термических напряжений.
Применение прутков ВИ-20
Прутки ВИ-20 востребованы в отраслях, где требуется работа металла при экстремальных температурах в сочетании с эрозионной стойкостью. Основные области применения:
- электроды для аргонодуговой сварки — в том числе для сварки нержавеющих сталей и цветных металлов в среде защитных газов;
- нагреватели и экраны высокотемпературных вакуумных печей сопротивления;
- катоды и аноды электронно-лучевых установок, рентгеновских трубок;
- термопары и токовводы для агрессивных сред;
- детали авиационных и ракетных двигателей, работающие в зоне высоких температур;
- электроды для электроэрозионной обработки тугоплавких материалов.
В отличие от чистого вольфрама, ВИ-20 демонстрирует более высокую стойкость к дуговой эрозии и меньший износ электрода при сварке на переменном токе. Это делает его предпочтительным материалом для автоматизированных сварочных комплексов, где требуется стабильность геометрии электрода в течение длительной смены.
Обработка и эксплуатационные ограничения
Прутки ВИ-20 поддаются токарной обработке, шлифованию и полировке. Из-за высокой твёрдости и хрупкости при комнатной температуре рекомендуется использовать инструмент с алмазным или эльборовым покрытием. Резка прутков выполняется абразивными кругами или электроэрозионным методом; газовая резка не применяется из-за образования хрупких оксидных слоёв.
При нагреве на воздухе выше 400 C начинается интенсивное окисление с образованием летучего WO, поэтому эксплуатация ВИ-20 в окислительной среде без защитной атмосферы не допускается. В вакууме или среде аргона материал сохраняет работоспособность вплоть до 2000 C.
| Диаметр, мм | Предел прочности, МПа | Твёрдость, HV | Плотность, г/см | Состояние поставки |
|---|---|---|---|---|
| 3–6 | 500–550 | 350–380 | 18,7–18,8 | Горячекованый, правленый |
| 8–20 | 420–500 | 340–370 | 18,6–18,8 | Горячекованый |
| 25–50 | 350–420 | 320–350 | 18,6–18,7 | Горячепрессованный |
Вопросы и ответы
Чем ВИ-20 отличается от чистого вольфрама ВА?
ВИ-20 содержит 1,8–2,2 % оксида иттрия, который тормозит рекристаллизацию и повышает жаропрочность. Чистый вольфрам ВА начинает рекристаллизовываться при 1200–1300 C, тогда как ВИ-20 сохраняет структуру до 1600–1700 C, что критично для длительной работы при высоких температурах.
Можно ли использовать пруток ВИ-20 для сварки алюминия?
Да, ВИ-20 применяется как неплавящийся электрод для аргонодуговой сварки алюминия и его сплавов на переменном токе. Материал обеспечивает стабильное горение дуги и низкий износ электрода благодаря высокой эрозионной стойкости.
Какая максимальная рабочая температура для прутков ВИ-20?
В вакууме или инертной атмосфере — до 2000 C. На воздухе эксплуатация ограничена 400 C из-за интенсивного окисления с образованием летучего триоксида вольфрама.
Как резать пруток ВИ-20 без образования трещин?
Рекомендуется абразивная резка с охлаждением или электроэрозионная обработка. Механическая резка с приложением ударных нагрузок недопустима — материал хрупок при комнатной температуре.