Обогащенные рефрактерные металлы: свойства, применения и новые технологии

Вольфрам, тантал, молибден, ниобий, ванадий и хром считаются обогащенными рефрактерными металлами, каждый с мировыми запасами, превышающими 100 000 тонн.

Хотя все шесть элементов обладают высокими температурами плавления, первые четыре — вольфрам, тантал, молибден и ниобий — превосходят при температурах выше 2000 °F, делая их главными кандидатами для ультравысокотемпературной инженерии. Эти материалы уже интегрированы в ракетные сопла, теплозащиты гиперзвуковых аппаратов, передовые газовые турбины и рамджета.

Вольфрам и молибден давно служат легирующими агентами в сталях, в то время как вольфрам, молибден и ванадий также находят применение в ламповой и электронно-ламповой промышленности. Коммерчески чистый тантал, известный своей коррозионной стойкостью, десятилетиями используется в химическом оборудовании.

Только после Второй мировой войны эти металлы серьезно исследовали как самостоятельные высокотемпературные структурные материалы. Сегодня значительная доля их производства направлена на такие применения.

Последние десятилетия увидели растущий спрос на структурные материалы, превосходящие никелевые и кобальтовые сплавы в мощности и эффективности. Это стимулировало обширные НИОКР по производительности обогащенных рефрактерных металлов при высоких температурах.

Проблемы — низкотемпературная хрупкость (кроме тантала и ниобия), окисление при высоких температурах, контроль чистоты и трудности ковки и сварки — исторически ограничивали их использование. Тем не менее, достижения в плавлении, очистке, консолидации, покрытиях, обработке и сварке смягчили многие из этих проблем, позволив нескольким сплавам войти в высокотемпературную службу.

Будущие исследования уточнят понимание их свойств, позволяя точные прогнозы производительности в требовательных средах.

Для дополнительных технических деталей посетите SAMaterials.