Få definitionen og find ud af hvilke elementer termen refererer til
Udtrykket "ildfast metal" bruges til at beskrive en gruppe metalelementer, der har usædvanligt høje smeltepunkter og er modstandsdygtige over for slid, korrosion og deformation.
Industrielle anvendelser af udtrykket ildfast metal refererer oftest til fem almindeligt anvendte elementer:
Men bredere definitioner har også indbefattet de mindre almindeligt anvendte metaller:
- Krom (Cr)
- Hafnium (Hf)
- Iridium (Ir)
- Osmium (os)
- Rhodium (Rh)
- Ruthenium (Ru)
- Titanium (Ti)
- Vanadium (V)
- Zirkonium (Zr)
Karakteristika
Det identificerende træk ved ildfaste metaller er deres modstandsdygtighed mod varme. De fem industrielle ildfaste metaller har alle smeltepunkter på over 3632 ° F (2000 ° C).
Styrken af ildfaste metaller ved høje temperaturer, i kombination med deres hårdhed, gør dem ideelle til skære- og boreværktøjer.
Ildfaste metaller er også meget modstandsdygtige over for termisk shock, hvilket betyder, at gentagen opvarmning og afkøling ikke let vil medføre ekspansion, stress og revner.
Metallerne har alle høje tætheder (de er tunge) samt gode elektriske og varmeledende egenskaber.
En anden vigtig egenskab er deres modstand mod kryb, metallernes tendens til langsomt at deformere under påvirkning af stress.
På grund af deres evne til at danne et beskyttende lag er de ildfaste metaller også korrosionsbestandige, selvom de let oxideres ved høje temperaturer.
Ildfaste metaller og pulvermetallurgi
På grund af deres høje smeltepunkter og hårdhed behandles de ildfaste metaller oftest i pulverform og fremstilles aldrig ved støbning.
Metalpulver fremstilles til specifikke størrelser og former og blandes derefter for at skabe den rigtige blanding af egenskaber, før de komprimeres og sintres.
Sintring involverer opvarmning af metalpulveret (i en form) i lang tid. Under varme begynder pulverpartiklerne at binde og danne et fast stykke.
Sintring kan binde metaller ved temperaturer lavere end deres smeltepunkt, en betydelig fordel ved arbejde med de ildfaste metaller.
Carbidpulver
En af de tidligste anvendelser for mange ildfaste metaller opstod i begyndelsen af det 20. århundrede med udviklingen af cementerede carbider.
Widia , det første kommercielt tilgængelige wolframcarbid, blev udviklet af Osram Company (Tyskland) og blev markedsført i 1926. Dette førte til yderligere test med tilsvarende hårde og slidbestandige metaller, hvilket i sidste ende førte til udviklingen af moderne sintrede carbider.
Produkterne af karbidmaterialer har ofte gavn af blandinger af forskellige pulvere. Denne blandingsproces muliggør indførelse af gavnlige egenskaber fra forskellige metaller, hvorved der produceres materialer, der er bedre end hvad der kunne skabes af et enkelt metal. For eksempel bestod det originale Widia-pulver af 5-15% cobalt.
Bemærk: Se mere om ildfaste metalegenskaber i tabellen nederst på siden
Applikationer
Ildfaste metalbaserede legeringer og karbider anvendes i stort set alle større industrier, herunder elektronik, rumfart, bilindustrien, kemikalier, minedrift, nuklearteknologi, metalforarbejdning og proteser.
Den følgende liste over slutbrug for ildfaste metaller blev udarbejdet af ildfastmetalforeningen:
Tungsten Metal
- Glødelamper, fluorescerende og bilbrillamper
- Anoder og mål for røntgenrør
- Halvlederstøtter
- Elektroder til inertgasbuesvejsning
- Katodier med høj kapacitet
- Elektroder til xenon er lamper
- Automotive tændingssystemer
- Rocket dyser
- Elektroniske røremittere
- Uranforarbejdning crucibles
- Varmeelementer og strålingsskærme
- Legerende elementer i stål og superlegeringer
- Forstærkning i metal-matrix kompositter
- Katalysatorer i kemiske og petrokemiske processer
- Smøremidler
Molybdæn
- Legeringer i jern, stål, rustfrit stål, værktøjsstål og nikkelbaserede superlegeringer
- High-precision slibeskive spindler
- Sprøjtemaling
- Die-casting dør
- Missiler og raketmotorkomponenter
- Elektroder og omrøringsstænger i glasfremstilling
- Elektriske ovnvarmeelementer, både, varmeafskærmninger og lyddæmper
- Zink raffinering pumper, vaskerier, ventiler, omrører og termoelement brønde
- Kernreaktor kontrolstang produktion
- Skift elektroder
- Understøtter og understøtter transistorer og ensrettere
- Filamenter og støtte ledninger til bil forlygte
- Vakuum rør getters
- Raketskjørt, kegler og varmeafskærmninger
- Missil komponenter
- superledere
- Kemisk procesudstyr
- Varmeskærme i højvakuumovne
- Legerende additiver i jernholdige legeringer og superledere
Cementet Tungsten Carbid
- Cementet Tungsten Carbid
- Skæreværktøjer til metalbearbejdning
- Kernteknisk udstyr
- Minedrift og olieboringsværktøjer
- Forme dør
- Metaldannende ruller
- Trådstyringer
Tungsten Heavy Metal
- Bøsninger
- Ventilsæder
- Blad til skæring af hårde og slibende materialer
- Kuglepen pen punkter
- Murværkssave og øvelser
- Tung metal
- Strålingsskærme
- Aircraft modvægt
- Selvvindende watch modvægt
- Luftkamerabalanceringsmekanismer
- Helikopter rotor blad balance vægt
- Guldklubbel vægtindsatser
- Dartlegemer
- Armament sikringer
- Vibration dæmpning
- Militære Ordnance
- Shotgun pellets
Tantal
- Elektrolytkondensatorer
- Varmevekslere
- Bayonet varmeapparater
- Termometerbrønde
- Vakuumrør filamenter
- Kemisk procesudstyr
- Komponenter med høj temperaturovn
- Crucibles til håndtering af smeltet metal og legeringer
- Skæreværktøjer
- Luftfartsmotorkomponenter
- Kirurgiske implantater
- Legeringstilsætningsstof i superlegeringer
Fysiske egenskaber ved ildfaste metaller
| Type | Enhed | Mo | Ta | Nb | W | Rh | Zr |
| Typisk kommerciel renhed | 99,95% | 99,9% | 99,9% | 99,95% | 99,0% | 99,0% | |
| Massefylde | cm / cc | 10,22 | 16.6 | 8,57 | 19.3 | 21.03 | 6,53 |
| lbs / in 2 | 0,369 | 0.60 | 0,310 | 0,697 | 0.760 | 0,236 | |
| Smeltepunkt | Celcius | 2623 | 3017 | 2477 | 3422 | 3180 | 1852 |
| ° F | 4753,4 | 5463 | 5463 | 6191,6 | 5756 | 3370 | |
| Kogepunkt | Celcius | 4612 | 5425 | 4744 | 5644 | 5627 | 4377 |
| ° F | 8355 | 9797 | 8571 | 10,211 | 10,160.6 | 7911 | |
| Typisk hårdhed | DPH (vickers) | 230 | 200 | 130 | 310 | - | 150 |
| Termisk ledningsevne (@ 20 ° C) | cal / cm2 / cm ° C / sek | - | 0,13 | 0,126 | 0,397 | 0,17 | - |
| Termisk ekspansionskoefficient | ° C x 10 -6 | 4.9 | 6.5 | 7.1 | 4.3 | 6.6 | - |
| Elektrisk modstandsdygtighed | Mikro-ohm-cm | 5.7 | 13.5 | 14.1 | 5.5 | 19.1 | 40 |
| Elektrisk ledningsevne | % IACS | 34 | 13.9 | 13.2 | 31 | 9.3 | - |
| Trækstyrke (KSI) | Ambient | 120-200 | 35-70 | 30-50 | 100-500 | 200 | - |
| 500 ° C | 35-85 | 25-45 | 20-40 | 100-300 | 134 | - | |
| 1000 ° C | 20-30 | 13-17 | 5-15 | 50-75 | 68 | - | |
| Minimum forlængelse (1 tommer måle) | Ambient | 45 | 27 | 15 | 59 | 67 | - |
| Elasticitetsmodul | 500 ° C | 41 | 25 | 13 | 55 | 55 | |
| 1000 ° C | 39 | 22 | 11.5 | 50 | - | - |
Kilde: http://www.edfagan.com