Lær om ildfaste metaller
Få definisjonen og finn ut hvilke elementer begrepet refererer til
Alchemist-hp/Wikimedia Commons/CC av Attribution-NonCommercial-NonDerivative 3.0
Begrepet 'ildfast metall' brukes for å beskrive en gruppe metallelementer som har eksepsjonelt høye smeltepunkter og er motstandsdyktige mot slitasje,korrosjonog deformasjon.
Industriell bruk av begrepet ildfast metall refererer oftest til fem ofte brukte elementer:
Imidlertid har bredere definisjoner også inkludert de mindre brukte metallene:
- Krom (Cr)
- Hafnium (Hf)
- Iridium (Og)
- Osmium (Os)
- Rhodium (Rh)
- Ruthenium (Ru)
- Titanium (Av)
- Vanadium (V)
- Zirkonium (Zr)
Egenskapene
Det identifiserende trekk ved ildfaste metaller er deres motstand mot varme. De fem industrielle ildfaste metallene har alle smeltepunkter på over 3632 °F (2000 °C).
Styrken til ildfaste metaller ved høye temperaturer, i kombinasjon med deres hardhet, gjør dem ideelle for skjære- og boreverktøy.
Ildfaste metaller er også svært motstandsdyktige mot termisk sjokk, noe som betyr at gjentatt oppvarming og avkjøling ikke lett vil forårsake ekspansjon, stress og sprekker.
Metallene har alle høye tettheter (de er tunge) samt gode elektriske og varmeledende egenskaper.
En annen viktig egenskap er deres motstand mot krypning, metallers tendens til å sakte deformeres under påvirkning av stress.
På grunn av deres evne til å danne et beskyttende lag, er de ildfaste metallene også motstandsdyktige mot korrosjon, selv om de lett oksiderer ved høye temperaturer.
Ildfaste metaller og pulvermetallurgi
På grunn av deres høye smeltepunkter og hardhet blir de ildfaste metallene oftest bearbeidet i pulverform og aldri fremstilt ved støping.
Metallpulver produseres i spesifikke størrelser og former, blandes deretter for å skape den rette blandingen av egenskaper, før de komprimeres og sintres.
Sintring innebærer oppvarming av metallpulveret (i en form) over lang tid. Under varme begynner pulverpartiklene å binde seg, og danner et solid stykke.
Sintring kan binde metaller ved temperaturer lavere enn deres smeltepunkt, en betydelig fordel når man arbeider med de ildfaste metallene.
Karbidpulver
En av de tidligste bruksområdene for mange ildfaste metaller oppsto på begynnelsen av 1900-tallet med utviklingen av sementerte karbider.
Widia , den første kommersielt tilgjengelige wolframkarbiden, ble utviklet av Osram Company (Tyskland) og markedsført i 1926. Dette førte til ytterligere testing med tilsvarende harde og slitesterke metaller, noe som til slutt førte til utviklingen av moderne sintrede karbider.
Produktene av karbidmaterialer har ofte nytte av blandinger av forskjellige pulvere. Denne blandingsprosessen gjør det mulig å introdusere fordelaktige egenskaper fra forskjellige metaller, og dermed produsere materialer som er overlegne det som kan lages av et individuelt metall. For eksempel besto det originale Widia-pulveret av 5-15 % kobolt.
Merk: Se mer om egenskaper for ildfast metall i tabellen nederst på siden
applikasjoner
Ildfaste metallbaserte legeringer og karbider brukes i praktisk talt alle større industrier, inkludert elektronikk, romfart, bilindustri, kjemikalier, gruvedrift, kjernefysisk teknologi, metallbearbeiding og proteser.
Følgende liste over sluttbruk for ildfaste metaller ble satt sammen av Refractory Metals Association:
Tungsten metall
- Glødelamper, fluorescerende og billamper
- Anoder og mål for røntgenrør
- Halvlederstøtter
- Elektroder for inertgassbuesveising
- Katoder med høy kapasitet
- Elektroder for xenon er lamper
- Tenningssystemer for biler
- Rakettdyser
- Elektroniske røremittere
- Digler til behandling av uran
- Varmeelementer og strålingsskjermer
- Legeringselementer i stål og superlegeringer
- Forsterkning i metall-matrise kompositter
- Katalysatorer i kjemiske og petrokjemiske prosesser
- Smøremidler
Molybden
- Legeringstilsetninger i jern, stål, rustfritt stål, verktøystål og nikkelbaserte superlegeringer
- Høypresisjonsslipeskivespindler
- Spray metallisering
- Støpingsdyser
- Missil- og rakettmotorkomponenter
- Elektroder og rørestaver i glassproduksjon
- Elektriske ovnsvarmeelementer, båter, varmeskjold og lyddemperforing
- Sinkraffineringspumper, vasker, ventiler, rørere og termoelementbrønner
- Produksjon av atomreaktorkontrollstaver
- Bytt elektroder
- Støtter og støtte for transistorer og likerettere
- Filamenter og støtteledninger for billykter
- Vakuumrør-getters
- Rakettskjørt, kjegler og varmeskjold
- Missilkomponenter
- Superledere
- Kjemisk prosessutstyr
- Varmeskjold i høytemperaturvakuumovner
- Legeringstilsetningsstoffer i jernlegeringer og superledere
Sementert wolframkarbid
- Sementert wolframkarbid
- Skjæreverktøy for metallbearbeiding
- Kjerneteknisk utstyr
- Gruve- og oljeboreverktøy
- Forming dør
- Metallformende ruller
- Trådguider
Tungsten Heavy Metal
- Bøsninger
- Ventilseter
- Blader for skjæring av harde og slitende materialer
- Kulepennpoeng
- Mursager og bor
- Tungt metall
- Strålingsskjermer
- Flymotvekter
- Selvopptrekkende klokkemotvekter
- Balansemekanismer for luftkamera
- Helikopterrotorblad balansevekter
- Gullklubbvektinnsatser
- Dart-kropper
- Bevæpningssikringer
- Vibrasjonsdemping
- Militærvåpen
- Hagle pellets
Tantal
- Elektrolytiske kondensatorer
- Varmevekslere
- Bajonettvarmere
- Termometer brønner
- Vakuumrørfilamenter
- Kjemisk prosessutstyr
- Komponenter i ovner med høy temperatur
- Digler for håndtering av smeltet metall og legeringer
- Kutte verktøy
- Komponenter til luftfartsmotorer
- Kirurgiske implantater
- Legeringstilsetning i superlegeringer
Fysiske egenskaper til ildfaste metaller
| Type | Enhet | Mo | Per | NB | I | Rh | Zr |
| Typisk kommersiell renhet | 99,95 % | 99,9 % | 99,9 % | 99,95 % | 99,0 % | 99,0 % | |
| Tetthet | cm/cc | 10.22 | 16.6 | 8,57 | 19.3 | 21.03 | 6,53 |
| lbs/into | 0,369 | 0,60 | 0,310 | 0,697 | 0,760 | 0,236 | |
| Smeltepunkt | Celsius | 2623 | 3017 | 2477 | 3422 | 3180 | 1852 |
| °F | 4753,4 | 5463 | 5463 | 6191,6 | 5756 | 3370 | |
| Kokepunkt | Celsius | 4612 | 5425 | 4744 | 5644 | 5627 | 4377 |
| °F | 8355 | 9797 | 8571 | 10.211 | 10 160,6 | 7911 | |
| Typisk hardhet | DPH (vikers) | 230 | 200 | 130 | 310 | -- | 150 |
| Termisk ledningsevne (@ 20 °C) | kal/cmto/cm°C/sek | -- | 0,13 | 0,126 | 0,397 | 0,17 | -- |
| Koeffisient for termisk ekspansjon | °C x 10-6 | 4.9 | 6.5 | 7.1 | 4.3 | 6.6 | -- |
| Elektrisk resistivitet | Mikro-ohm-cm | 5.7 | 13.5 | 14.1 | 5.5 | 19.1 | 40 |
| Elektrisk Strømføringsevne | %IACS | 3. 4 | 13.9 | 13.2 | 31 | 9.3 | -- |
| Strekkstyrke (KSI) | Omgivende | 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 forlengelse (1 tomme gauge) | Omgivende | Fire fem | 27 | femten | 59 | 67 | -- |
| Elastisitetsmodul | 500°C | 41 | 25 | 1. 3 | 55 | 55 | |
| 1000°C | 39 | 22 | 11.5 | femti | -- | -- |
Kilde: http://www.edfagan.com