Termokings.ru

Домашний Мастер
5 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Жаропрочные стали и сплавы

Жаропрочные стали и сплавы

Жаропрочная сталь используется при изготовлении разных деталей, которые контактируют с агрессивными средами, при этом подвергаются значительным нагрузкам, вибрациям и высокому термическому воздействию. К примеру, сюда относятся следующие изделия: турбины, печи, котлы, компрессоры и т.п. Далее представлены характеристики термостойких, жаропрочных сплавов, классификация, марки, особенности их применения.

Жаростойкая сталь (или окалиностойкая) – металлический сплав, используемый в ненагруженном или слабонагруженном состоянии и способный на протяжении длительного времени в условиях высоких температур (более 550 ºС) сопротивляться газовой коррозии. Жаропрочные металлы – изделия, которые под высоким термическим воздействием сохраняют свою структуру, не разрушаются, не поддаются пластической деформации. Важная характеристика таких металлов – условный предел ползучести и длительной прочности. Жаропрочные сплавы могут быть жаростойкими, однако не всегда такими бывают, поэтому в агрессивных средах могут быстро повредиться по причине окисления.

10. Тантал

У этого металла сразу три достоинства: он прочный, плотный и очень устойчив к коррозии. Кроме того, этот элемент относится к группе тугоплавких металлов, таких как вольфрам. Чтобы расплавить тантал вам придется развести огонь температурой 3 017 °C.

Тантал в основном используется в секторе электроники для производства долговечных, сверхмощных конденсаторов для телефонов, домашних компьютеров, камер и даже для электронных устройств в автомобилях.

Особо твердые сплавы

Сплавы на основе карбидов вольфрама, титана, тантала обладают твердостью, которой позавидует любой молот Тора.

Титан – это наиболее растиражированный в средствах массовой информации и кинематографе природный металл, который принято ассоциировать с суперпрочностью. Его удельная прочность почти вдвое выше, чем аналогичная характеристика легированных сталей. Он обладает самым высоким отношением прочности на разрыв к плотности из всех металлов. По этому показателю он обошел вольфрам, вот только по шкале твердости Мооса титан ему уступает. Тем не менее, титановые сплавы прочны и легки.

Сферы применения: титан и его сплавы часто используются в аэрокосмической промышленности. Из него делают элементы обшивки космических кораблей, топливные баки, детали реактивных двигателей. Активно используют его и в морском судостроении, строительстве трубопроводов для агрессивных сред и в качестве конструкционного материала.

Вольфрам с его самой высокой прочностью на растяжение среди всех встречающихся в природе металлов часто комбинируют со сталью и другими металлами для создания еще более прочных сплавов. К недостаткам вольфрама можно отнести его хрупкость и способность к разрушению при ударе.

Сферы применения: вольфрам применяют в металлургии для производства легированных сталей и различных сплавов, в электротехнической индустрии для изготовления элементов осветительных приборов, в машино- и авиастроении, в космической отрасли и химпроме. Сплав вольфрама и углерода (карбид вольфрама) используют для производства инструментов с режущими краями, таких как ножи и дисковые пилы, а также износостойких рабочих элементов горношахтного оборудования и прокатных валков.

Тантал обладает сразу тремя достоинствами – прочностью, плотностью и устойчивостью к коррозии. Он состоит в группе тугоплавких металлов, как и выше описанный вольфрам.

Сферы применения: тантал используется в производстве электроники и сверхмощных конденсаторов для персональных компьютеров, смартфонов, камер и для электронных устройств в автомобилях.

Читать еще:  Гипсовое литьё. Производство изделий из гипса

Вольфрам (Tungsten)

Твёрдый, хрупкий и самый тугоплавкий из металлов – вольфрам. Его добывают из вольфрамовых руд, и в сыром виде он похож на платину. Чистый вольфрам в ювелирном деле не используется, но в сочетании с углеродом становится карбидом вольфрама, который по твёрдости не уступает алмазу.

Из карбида вольфрама создают кольца и браслеты. Они износоустойчивы и практичны, даже через много лет на них не появляются царапины и трещины. Такие изделия не тускнеют, не боятся воды и большинства кислот. Украшения из вольфрама больше востребованы среди мужчин, но искусные мастера делают из него изящные кольца и для сильных женщин (больше о кольцах из вольфрама — в нашей статье).

Осмий

Наглядный представитель редчайших драгметаллов платиновой группы серебристо-голубого цвета (кристаллы) и темно-синего (в слитке) – осмий. Из-за хрупкости и высокой твердости в чистом виде в природе практически не встречается, присутсвует в метиоритном металле. Состоит из соединений изотопов. Их 7, один из которых радиоактивный. Самый ценный, содержащийся в малом количестве (всего 1,6%), и дорогой, осмий-187.

Осмий существует в виде различных форм-соединений с другими химическими элементами. Наиболее распространенные – иридий и платина. Входит в состав медной, никелевой руды. Сопутствует натуральной платине. Выделяется из обогащенных пород, путем прокаливания в воздухе при высоких температурах (800-900°С). Из 10000 тонн сырья платиновых металлов добывается всего лишь 28 г руды осмия.

Свойства

Утверждать, что осмий самый крепкий металл, проблематично из-за его достаточно высокой хрупкости. Но то, что это самый тяжелый элемент – факт бесспорный. Кроме самой высокой плотности и массы, компактный осмий можно рассматривать, как химически устойчивый, довольно твердый материал. Он практически не поддается обработке.

Параметр

Единица измерения

Значение

Плотность (при н.у.)

Твердость (по Виккерсу/по Моосу)

Редкий и полезный металл труднодоступен. Его добыча обходится слишком дорого, а годовая производительность составляет несколько сотен килограммов. К тому же тетраоксид осмия OsO4 характеризуется высокой агрессивностью, опасен для слизистых, дыхательных путей. В химические реакции со щелочной, кислотной средой, как и с водными осматами, не вступает. Зато взаимодействует с кислородом, парами серы, селеном и другими веществами, находясь в порошкообразном состоянии. Искусственно выращивают (выделяют) осмий методом газового транспорта. Он не поддается обработке давлением, плавится в вакуумных установках.

Области применения осмия

Небольшие партии добычи и уникальные свойства делают Os с атомным номером 76 востребованным лишь в крайних случаях, где его применение оптимально оправдано:

  • датировка, анализ кварцев пограничного слоя между Меловым и Третичным периодами;
  • добавка в сплавы для повышения их износостойкости и долговечности;
  • как покрытие на узлах механизмов, активно подвергающихся трению;
  • осмий-187 – в аэрокосмической, военной области;
  • производство точных деталей в машиностроении – сплав Osmium и Iridium;
  • получение кардиостимуляторов (сплав Pt (90%) и Os (10%)), медицинских инструментов;
  • добавка в микродозах к сталям режущего типа для увеличения остроты лезвий ножей;
  • чистый металл, как катализатор, при гидрировании органических соединений, для получения аммиака, лекарств;
  • в нитях ламп накаливания, часовых механизмах и компасах;
  • производство осей, опор и опорных гнезд в высокоточных измерительных приборах из твердого и немагнитного осмия.
Читать еще:  Фрезерование титана: 10 советов по обработке

Особенности чистого вещества и его примесей

Еще одна характерная особенность материала — парамагнитность. Такое вещество не притягивается магнитным полем, но и не способно выталкиваться из него. Для производственных процессов титан стараются применять в максимально чистом виде без добавки примесей, поскольку именно так он выдерживает максимальные нагрузки.

Любые примеси неметаллов к титану, делают стандартный материал более ломким. Металлические примеси значительно снижают его жаропрочность. Титан даже с минимумом примесей является техническим. Обычно именно такая разновидность наиболее устойчива к воздействию коррозии.

Важно. Удивительным свойством материала является то, что минимальные добавки других веществ кардинальным образом меняют известные характеристики титана.

Если сравнивать с другими часто используемыми элементами, то титан в 2 раза прочнее железа и в 6 раз прочнее алюминия. Рассматриваемый металл очень легко противостоит коррозии. Его антикоррозийные показатели значительно лучше, чем у алюминия и нержавеющей стали.

Как получают титан?

По распространению в природу рассматриваемый материал стоит на 10 месте. При этом чаще всего он встречается в виде титановой кислоты в минералах. К таким титановым рудам относятся:

  • брукит;
  • анатаз;
  • рутил;
  • первоксит.

Эти минералы наиболее распространены в России, США, Великобритании, Японии, а также Испании, Бельгии, Франции.

Всего известно 4 способа получения этого материала:

  1. Метод электролиза. Соединения рассматриваемого вещества подвергаются воздействию тока огромной силы, который разделяет минерал на составляющие.
  2. Магниетермический способ. На первом этапе получают диоксид титана. Потом его следует отхлорировать в присутствии особого катализатора, поскольку сам по себе процесс слишком заторможенный и вялый. Получается газ, который восстанавливают магнием или натрием. Соединение нагревают, а затем из полученного вещества выплавляют титан.
  3. Рафинирование. Метод, когда диоксид титана подвергают обработке при применении паров йода. Получается йодид титана, который максимально прогревают и подвергают воздействию электрического тока. После окончания воздействия получаются два вещества: йод и собственно титан.
  4. Гидридно-кальциевый метод. Сначала следует получить гидрид титана. После этого разделяют вещество на все вступающие туда компоненты.

В массовой промышленности чаще всего используются 2 и 4 методы, поскольку они помогают получить чистый материал с небольшими затратами.

Новости Партнеров

Новости

  • Народные новости
  • Фото
  • Видео
  • Новости Кемерова
  • Новости Новокузнецка
  • Новости Кузбасса
  • ДТП в Кемерове

Мы в соцсетях

  • ВКонтакте
  • Facebook
  • Twitter
  • Одноклассники
  • Youtube
  • Instagram
  • Viber

Реклама

  • Медиакит
  • Рекламная сетка страницы
  • pr@vse42.ru
  • +7 (3842) 75-55-55

Редакция

  • Выходные данные
  • news@vse42.ru
  • +7 (3842) 76-79-79

Все права на материалы, опубликованные на сайте VSE42.RU, принадлежат редакции и охраняются в соответствии с законодательством РФ.

Использование материалов, опубликованных на сайте VSE42.RU, допускается только с письменного разрешения правообладателя и с обязательной прямой гиперссылкой на страницу, с которой материал заимствован, при полном соблюдении требований Правил использования материалов. Гиперссылка должна размещаться непосредственно в тексте, воспроизводящем оригинальный материал VSE42.RU, до или после цитируемого блока.

Читать еще:  Какие свойства придает вольфрам стали. Значение «вольфрамовая сталь

О проекте VSE42.RU

VSE42.RU — Новости Кемерова, Кузбасса, России и мира — это информация о событиях, происходящих в городах Кемеровской области (Кемерово, Новокузнецк, Белово, Ленинск-Кузнецкий и др.) плюс выборка самых важных и интересных мировых и российских новостей.

Новости сайта дублируются в социальных сетях. К каждой новости можно добавить комментарий.

В разделе «Фоторепортажи», мы размещаем интересные фотографии, а также видеоролики со всего света. Раздел «Комментарии» — мнения известных людей по актуальным вопросам. Особый взгляд на факты и события в разделе «В цифрах». Мы проводим еженедельные «Опросы» среди наших читателей.

Удобная навигация, ежедневное обновление информации, ссылки на фото и видеорепортажи.

Новости в Кемерово и в Кузбассе — наш главный приоритет.

Адрес: 650000, Кемеровская Область, г.Кемерово, ул.Кузбасская 33а, 2 этаж
Техническая поддержка: support@vse42.ru

4. Хром

Следующим в десятке самых прочных металлов в мире является хром – твердый, высокопрочный металл голубовато-белого цвета, стойкий к воздействию щелочей и кислот. В природе встречается в чистом виде и широко применяется в различных отраслях науки, техники и производства. Хром Используется для создания различных сплавов, которые используются при изготовлении медицинского, а также химического технологического оборудования. В соединении с железом образует сплав феррохром, который используется при изготовлении металлорежущих инструментов.

Обзор топа самых высокопрочных металлов на Земле

Самые прочные металлы на планете Земля встречаются довольно редко. Большинство из них стоят значительно дороже золота. Эксперты Zuzako составили рейтинг износостойких металлов. Всего их 10.

А что из этого предпочтете Вы?

Иридий

Иридий не только самый прочный металл на планете Земля, он имеет наибольший удельный вес. В чистом виде иридий практически не существует, попадается в соединениях с осмием. Металл без преувеличения можно называть космическим, поскольку он содержится в метеоритах в больших количествах.

Существует гипотеза, что иридия в земной коре значительно больше. Просто он под собственной тяжестью постепенно погружается в менее плотные слои, опускаясь к ядру земли.

  • плотность 22.65 г/см 3 ;
  • цвет серебристо-белый;
  • температура плавления 2 466 ⁰C;
  • кипит при 4 428 ⁰C;
  • высокая коррозионная устойчивость;
  • устойчив к воздействию кислот, щелочей и других химических веществ;
  • не поддаётся механической обработке.

Иридий добавляют в другие металлы, чтобы придать им устойчивости к воздействию химически активных веществ. Используют при изготовлении термоизмерительных приборов, электрооборудования, медицинского инструмента.

Рутений

Высокопрочный металл относится к платиновой группе, несмотря на свою твёрдость, содержится в мышечных тканях всех живых существ. В переводе с древнего языка рутений означает Россия.

Тяжёлый металл открыл в 1844 году профессор Карл Клаус в лабораториях Казанского университета. Добывал он его из платиновой руды, привезённой с Урала. Сейчас металл получают из отходов, образующихся при очистке платины и разложении ядерных веществ.

  • плотность 12.4 г/см 3 ;
  • плавится при 2 334 ⁰C;
  • температура кипения 4 077 ⁰C;
  • химически инертный.

При добавлении рутения золото приобретает чёрный цвет. Металл используется как добавка к сплавам при изготовлении деталей для космической отрасли, медицины, электроники.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector
×
×