Рениевые заготовки ТУ 48-19-250-77 в Минске


Рениевые заготовки по ТУ 48-19-250-77: технические характеристики и применение

Рениевые заготовки по ТУ 48-19-250-77 — полуфабрикаты из металлического рения технической чистоты, получаемые методами порошковой металлургии и последующей термомеханической обработки. Рений — тугоплавкий металл с температурой плавления 3186 C, не имеющий полиморфных превращений, что обеспечивает стабильность гексагональной плотноупакованной кристаллической решётки во всём диапазоне рабочих температур. Указанные технические условия регламентируют химический состав, геометрические параметры и состояние поставки заготовок, предназначенных для дальнейшего передела — прокатки, ковки, волочения или механической обработки.

Номенклатура и состояние поставки

ТУ 48-19-250-77 распространяются на следующие виды полуфабрикатов:

  • штабики спечённые прямоугольного и круглого сечения;
  • заготовки под прокат после вакуумной плавки или электронно-лучевой зонной очистки;
  • прутки кованые и прессованные;
  • заготовки под волочение проволоки и прутков малого диаметра;
  • пластины и диски для последующей механической обработки.

Заготовки поставляются в непрокалённом или отожжённом состоянии с нормированной твёрдостью и относительным удлинением, обеспечивающими технологичность при последующей деформации. Поверхность заготовок не должна иметь трещин, расслоений, посторонних включений; допускается зачистка локальных дефектов в пределах поля допуска.

Химический состав и примеси

Массовая доля рения в заготовках — не менее 99,9 %. Лимитируемые примеси: калий, натрий, кальций, железо, молибден, вольфрам, кремний, кислород. Суммарное содержание примесей внедрения (кислород, азот, углерод) жёстко ограничивается, поскольку именно они определяют склонность рения к хрупкому разрушению при комнатной температуре. Кислород, сегрегирующий по границам зёрен, вызывает межкристаллитное охрупчивание; поэтому вакуумная дегазация и восстановительные переделы являются обязательными стадиями получения шихты.

ПараметрЗначениеМетод контроляВлияние на переделПримечание
Массовая доля Re 99,9 %спектральный анализстабильность свойствосновной компонент
Кислород 0,003 %восстановительное плавлениеснижение хрупкостипримесь внедрения
Температура плавления3186 Cсправочная величинажаропрочностьтугоплавкий металл
Плотность21,02 г/смгидростатическое взвешиваниемасса заготовкипри 20 C
Твёрдость по Виккерсу200–350 HVиндентированиеобрабатываемостьзависит от состояния
Предел прочности1100–1400 МПарастяжениепрочность изделияпри 20 C

Технологические и эксплуатационные свойства

Рений сохраняет прочность при нагреве до 2000 C в вакууме и инертных средах, уступая по жаропрочности лишь вольфраму, но превосходя его по пластичности и сопротивлению ползучести при циклических тепловых нагрузках. Модуль упругости — около 460 ГПа, что выше, чем у большинства тугоплавких металлов. Заготовки обладают высокой стойкостью к термическому удару, что критично для деталей, работающих в условиях резких перепадов температур.

При нагреве на воздухе выше 600 C рений интенсивно окисляется с образованием летучего ReO, поэтому эксплуатация изделий допускается только в вакууме, восстановительной или инертной атмосфере. Заготовки обрабатываются резанием с применением твердосплавного инструмента; из-за склонности к наклёпу рекомендуется назначать малые подачи и обильное охлаждение.

Области применения

  • элементы камер сгорания и сопел жидкостных ракетных двигателей;
  • термопары вольфрам-рениевые (WRe 5/20) для металлургических печей;
  • катоды и эмиттеры в электронно-лучевых установках и масс-спектрометрах;
  • детали газотурбинных установок, работающих в зоне высоких температур;
  • контакты и электроды в высокотемпературных электротехнических устройствах;
  • мишени для магнетронного напыления в микроэлектронике.

Вопросы и ответы

Какая минимальная чистота рения обеспечивается по ТУ 48-19-250-77?

Массовая доля рения — не менее 99,9 %. Содержание кислорода ограничивается на уровне 0,003 %, что предотвращает межкристаллитное охрупчивание при последующей деформации.

В каких средах допускается эксплуатация изделий из рениевых заготовок?

В вакууме, инертных газах и восстановительных средах. На воздухе выше 600 C образуется летучий оксид ReO, приводящий к интенсивному угару металла.

Какие методы обработки применяются для рениевых заготовок?

Прокатка, ковка, волочение и механическая обработка. Из-за склонности к наклёпу назначаются малые подачи, твердосплавный инструмент и обильное охлаждение.

Какой предел прочности имеют заготовки при комнатной температуре?

Предел прочности — 1100–1400 МПа в зависимости от состояния поставки и предшествующей термомеханической обработки. Твёрдость — 200–350 HV.