Рениевый пруток ТУ 48-19-254-77: технические характеристики и области применения
Рениевый пруток по ТУ 48-19-254-77 — металлургическая продукция из рения марки РА-1 и РА-2, полученная методом порошковой металлургии с последующей вакуумной плавкой и деформационной обработкой. Рений — тугоплавкий металл с температурой плавления 3180 C, не имеющий полиморфных превращений в твёрдом состоянии, что обеспечивает стабильность кристаллической решётки (ГПУ) во всём диапазоне рабочих температур. Пруток сохраняет прочность при нагреве до 2500 C в вакууме и инертных средах, превосходя по жаропрочности вольфрам и молибден при температурах выше 2000 C.
Технические условия регламентируют диаметр от 2 до 20 мм, длину от 100 до 600 мм, предельные отклонения по диаметру и кривизну прутка. Поставляется в отожжённом или деформированном состоянии с шероховатостью поверхности не грубее Rz 40. Плотность — 21,0 г/см, модуль упругости — 470 ГПа, предел прочности при растяжении — 700–1200 МПа в зависимости от степени деформации.
Марки и химический состав
- РА-1 — рений не менее 99,99 % (4N), суммарное содержание примесей 0,01 %
- РА-2 — рений не менее 99,95 % (3N5), лимитированы Fe, Si, Mo, W, K, Na
- РА-3 — рений не менее 99,90 %, применяется для менее ответственных узлов
- Лигатурные варианты — рений с добавками вольфрама или молибдена для специальных задач
Физико-механические свойства
| Параметр | Значение | Единица | Условие | Метод контроля |
|---|---|---|---|---|
| Температура плавления | 3180 | C | — | расчётно-справочный |
| Плотность | 21,0 | г/см | 20 C | гидростатическое взвешивание |
| Предел прочности | 700–1200 | МПа | 20 C | растяжение по ГОСТ 1497 |
| Относительное удлинение | 5–25 | % | 20 C | растяжение |
| Твёрдость по Виккерсу | 200–350 | HV | 20 C | ГОСТ 2999 |
| Удельное сопротивление | 0,193 | мкОмм | 20 C | четырёхзондовый |
| Температура рекристаллизации | 1400–1600 | C | отжиг 1 ч | металлография |
Области применения
- Сопла и катоды электронно-лучевых пушек, ионных источников и плазмотронов
- Нагреватели высокотемпературных вакуумных печей сопротивления (до 2200 C)
- Термопары типа ВР 5/20 (вольфрам-рений) для металлургических агрегатов
- Контакты и электроды в дуговых и электроэрозионных станках
- Компоненты ракетных двигателей: камеры сгорания, сопловые вкладыши
- Мишени для магнетронного напыления в микроэлектронике
Технологические особенности обработки
Рений обладает высокой склонностью к наклёпу и хрупкости после рекристаллизационного отжига. Механическая обработка прутка выполняется твердосплавным инструментом с обильным охлаждением; точение и фрезерование проводят на режимах с малой подачей во избежание сколов. Сварка возможна только в среде высокочистого аргона или в вакууме; зона термического влияния склонна к образованию трещин. Отжиг проводят в вакууме не хуже 110 Па или в водороде при 1200–1500 C.
При эксплуатации в окислительной среде выше 600 C рений образует летучий оксид ReO, поэтому применение прутка ограничено вакуумом, инертными газами и восстановительными атмосферами. В контакте с графитом при высоких температурах возможно образование карбидов, снижающих пластичность.
Вопросы и ответы
Какие марки рения поставляются в виде прутка по ТУ 48-19-254-77?
Стандартно поставляются марки РА-1 (99,99 % Re) и РА-2 (99,95 % Re). Марка РА-3 применяется ограниченно для неответственных изделий.
Какой максимальный диаметр рениевого прутка регламентирован?
Технические условия охватывают диаметры от 2 до 20 мм. Прутки большего сечения изготавливаются по отдельным согласованным ТУ.
При какой температуре можно эксплуатировать рениевый пруток без защитной атмосферы?
В окислительной среде — не выше 600 C из-за образования летучего ReO. В вакууме и инертных газах рабочий диапазон расширяется до 2500 C.
Как хранить рениевый пруток?
В сухом помещении в герметичной таре, исключающей контакт с влагой и активными реагентами. Рекомендуется инертная газовая подушка при длительном хранении.
