Вольфрамовые заготовки ТУ 14-1-2818-79 — технические характеристики и применение
Вольфрамовые заготовки, изготовленные по ТУ 14-1-2818-79, представляют собой полуфабрикаты из технически чистого вольфрама, предназначенные для последующей механической обработки и использования в узлах, работающих при высоких температурах. Данные заготовки производятся методами порошковой металлургии с последующей горячей деформацией, что обеспечивает плотность материала не менее 19,2 г/см и мелкозернистую структуру, характерную для деформированного вольфрама.
Сортамент по ТУ 14-1-2818-79 включает прутки, стержни и пластины различных сечений. Заготовки поставляются в состоянии после механической обработки или без неё, с допусками, регламентированными техническими условиями. Химический состав соответствует маркам вольфрама ВА, ВМ, ВРН и ВЧ, отличающимся содержанием легирующих добавок: оксида алюминия, оксида тория или рения.
Ключевые свойства материала
Вольфрам, полученный по ТУ 14-1-2818-79, характеризуется высокой температурой плавления — 3420 C, минимальным давлением паров при нагреве и низким коэффициентом термического расширения. Материал сохраняет механическую прочность при температурах до 1600–1800 C, что делает его пригодным для применения в вакуумных и инертных средах. При температурах выше 400 C вольфрам подвержен окислению, поэтому эксплуатация в воздушной атмосфере требует защитных покрытий или контролируемой газовой среды.
Механические характеристики заготовок зависят от степени деформации и термообработки. Предел прочности при растяжении для деформированных прутков составляет 350–450 МПа, твёрдость — 350–400 HB. После рекристаллизационного отжига прочностные показатели снижаются, но пластичность возрастает, что учитывается при выборе режимов обработки.
Технологические особенности обработки
Вольфрамовые заготовки ТУ 14-1-2818-79 обладают низкой обрабатываемостью резанием из-за высокой твёрдости и хрупкости при комнатной температуре. Рекомендуемые методы обработки включают:
- электроэрозионную резку проволочным электродом;
- шлифование абразивными кругами на алмазной связке;
- анодно-механическую обработку;
- горячую ковку и штамповку при температурах 1200–1400 C;
- лазерную резку для тонкостенных элементов.
При механической обработке необходимо учитывать склонность вольфрама к наклёпу и образованию микротрещин. Для получения качественной поверхности применяются режимы с малыми подачами и обильным охлаждением. Сварка вольфрамовых заготовок выполняется в среде аргона или в вакууме с использованием вольфрамового электрода.
Применение в промышленности
Заготовки из вольфрама по ТУ 14-1-2818-79 востребованы в отраслях, где требуется работа материалов при экстремальных температурах и в агрессивных средах. Основные области использования:
- электроды для дуговой сварки и плазменной резки;
- нагреватели и экраны высокотемпературных вакуумных печей;
- катоды и аноды электронно-лучевых установок;
- мишени для рентгеновских трубок и источников тормозного излучения;
- контакты и токоведущие элементы высоковольтной аппаратуры;
- детали авиационных и ракетных двигателей, работающие в зоне высоких температур.
В металлургической отрасли вольфрамовые заготовки используются для изготовления оснастки литья под давлением и штампового инструмента, работающего при нагреве. В химической промышленности материал применяется для создания деталей аппаратуры, контактирующей с расплавами солей и агрессивными средами при повышенных температурах.
Сравнение характеристик заготовок различных марок
| Марка | Легирующая добавка | Плотность, г/см | Рабочая температура, C | Основное назначение |
|---|---|---|---|---|
| ВА | AlO | 19,2 | до 2000 | Катоды, нагреватели |
| ВМ | AlO + SiO | 19,3 | до 2200 | Термоэлектроды, контакты |
| ВРН | Re | 19,4 | до 2500 | Высоконагруженные узлы |
Выбор конкретной марки вольфрама определяется условиями эксплуатации готового изделия. Для термоциклических нагрузок предпочтительны сплавы с рением, обеспечивающие повышенную пластичность и стойкость к растрескиванию. Для статических высокотемпературных режимов достаточно марок ВА и ВМ с оксидным упрочнением.
Контроль качества и приёмка
Приёмка вольфрамовых заготовок по ТУ 14-1-2818-79 осуществляется по результатам контроля химического состава, плотности, твёрдости и макроструктуры. Каждая партия сопровождается сертификатом качества с указанием фактических значений контролируемых параметров. Допускается наличие поверхностных дефектов, не выводящих размеры за пределы полей допусков, при условии их удаления последующей обработкой.
Хранение заготовок производится в сухих отапливаемых помещениях при отсутствии контакта с агрессивными средами. Транспортировка осуществляется в деревянной таре или контейнерах с фиксацией, исключающей механические повреждения поверхности.
Вопросы и ответы
Какие размеры заготовок предусмотрены ТУ 14-1-2818-79?
Сортамент включает прутки диаметром от 5 до 80 мм, стержни квадратного сечения 10 10 – 40 40 мм и пластины толщиной 3–20 мм. Длина заготовок составляет 200–1000 мм в зависимости от сечения.
Можно ли сваривать вольфрамовые заготовки между собой?
Сварка вольфрама возможна в среде аргона или в вакууме. Соединение выполняется с предварительным подогревом до 300–400 C для снижения термических напряжений. Прочность сварного шва достигает 80–90 % от основного металла.
Чем отличаются заготовки марок ВА и ВРН?
Марка ВА легирована оксидом алюминия и предназначена для работы при температурах до 2000 C. Марка ВРН содержит рений, что повышает пластичность и стойкость к термоударам, позволяя эксплуатировать изделия при температурах до 2500 C.
Требуется ли дополнительная термообработка перед механической обработкой?
Для улучшения обрабатываемости рекомендуется отжиг при 900–1100 C в вакууме или водороде. Это снижает твёрдость и уменьшает вероятность образования трещин при резании и шлифовании.
