Вольфрамовые пластины ГОСТ 19043-80: характеристики и применение
Вольфрамовые пластины по ГОСТ 19043-80 — это изделия из металлического вольфрама технической чистоты, изготовленные методами порошковой металлургии. Стандарт распространяется на пластины, получаемые спеканием и последующей механической обработкой, и устанавливает требования к химическому составу, размерам и состоянию поверхности. Основное назначение — использование в качестве электродов, экранов, тиглей и конструкционных элементов в высокотемпературных процессах.
Технические характеристики
Пластины выпускаются из вольфрама марок ВЧ, ВТ и ВМ в зависимости от требуемой чистоты и технологии получения. Содержание основного металла — не менее 99,9 %. Плотность спечённого материала — 19,1–19,3 г/см. Температура плавления вольфрама — 3422 C, что определяет его применение в условиях экстремального нагрева.
Пластины поставляются в виде прямоугольных заготовок с размерами, установленными стандартом. Толщина варьируется от 0,5 до 20 мм, ширина — от 50 до 200 мм, длина — от 100 до 500 мм. Предельные отклонения по толщине — 0,1 мм для тонких пластин и 0,5 мм для толстых. Кромки обрабатываются шлифованием или фрезерованием.
Механические свойства зависят от способа получения. Для спечённого вольфрама предел прочности при растяжении — 350–600 МПа, твёрдость по Виккерсу — 3000–4000 HV. После ковки и отжига пластичность повышается, что снижает риск хрупкого разрушения при монтаже.
| Параметр | ВЧ | ВТ | ВМ | Метод контроля |
|---|---|---|---|---|
| Чистота, % | 99,95 | 99,90 | 99,80 | ГОСТ 14339.5 |
| Плотность, г/см | 19,30 | 19,25 | 19,10 | ГОСТ 20018 |
| Толщина, мм | 0,5–10 | 1–15 | 2–20 | Микрометр |
| Твёрдость, HV | 3500–4000 | 3200–3800 | 3000–3500 | ГОСТ 2999 |
| Шероховатость Ra, мкм | 1,6 | 3,2 | 6,3 | Профилометр |
Области применения
Вольфрамовые пластины ГОСТ 19043-80 востребованы в следующих отраслях:
- Электронная промышленность — изготовление катодов, подогревателей и экранов в электронно-лучевых установках.
- Металлургия — футеровка тиглей для плавки редкоземельных металлов и сплавов.
- Авиакосмическая отрасль — элементы сопел ракетных двигателей и теплозащитные экраны.
- Ядерная энергетика — мишени и отражатели в исследовательских реакторах.
- Сварочное производство — неплавящиеся электроды для сварки в среде инертных газов.
- Стекольная промышленность — формующие элементы для высокотемпературного стекловарения.
Условия эксплуатации и ограничения
Вольфрам сохраняет прочность при нагреве до 1600 C в вакууме или инертной среде. В окислительной атмосфере при температуре выше 400 C начинается интенсивное окисление с образованием летучего триоксида WO. Для защиты применяют покрытия на основе дисилицида молибдена или эксплуатацию в среде аргона, гелия, азота.
Пластины чувствительны к термоудару: резкие перепады температуры вызывают растрескивание. При монтаже рекомендуется постепенный нагрев со скоростью не более 200 C/мин. Крепление осуществляется через промежуточные графитовые или молибденовые прокладки для компенсации температурного расширения.
Обработка вольфрамовых пластин возможна только твёрдосплавным инструментом или алмазным шлифованием. Сварка плавлением затруднена из-за высокой теплопроводности и склонности к образованию горячих трещин. Соединение деталей выполняется пайкой в вакууме или механическим креплением.
Вопросы и ответы
Какие марки вольфрама предусмотрены ГОСТ 19043-80?
Стандарт устанавливает марки ВЧ, ВТ и ВМ, различающиеся чистотой и технологией получения. ВЧ — вакуумно-чистый, ВТ — технический, ВМ — металлокерамический.
При какой температуре вольфрамовые пластины теряют прочность?
Рекристаллизация начинается при 1200–1400 C, что снижает прочность. В вакууме работоспособность сохраняется до 1600 C, в окислительной среде — до 400 C.
Как обрабатывать вольфрамовые пластины?
Механическая обработка выполняется алмазным инструментом или твёрдыми сплавами. Шлифование — алмазными кругами на металлической связке с охлаждением.
Возможно ли использование пластин в атмосфере водорода?
Да, водородная среда допустима при температуре до 2000 C. Однако при наличии влаги возможно образование летучих соединений, что требует осушки газа.
