Вольфрам тантал-12,5
Вольфрам тантал-12,5 содержит около 12,5% вольфрама. По сравнению со сплавами тантала-вольфрама с более низким содержанием вольфрама, такими как тантал-2,5 и тантал-10, он обладает повышенной жаропрочностью. Несмотря на небольшое снижение пластичности, он сохраняет коррозионную стойкость танталовых сплавов, что делает его пригодным для эксплуатации в более экстремальных условиях. Его жаропрочность и сопротивление ползучести превосходны. Однако из-за высокого содержания вольфрама его пластичность ниже, чем у танталовых сплавов со средним и низким содержанием вольфрама. Вольфрам тантал-10, обладающий меньшей пластичностью, чем вольфрам тантал-2,5, продолжает эту тенденцию, что затрудняет холодную обработку и требует более точного контроля процессов термообработки, таких как отжиг, для достижения баланса между требованиями к формоизменению и стабильностью характеристик.
Высокая температура плавления вольфрама в полной мере отражается в этом сплаве, что обеспечивает его прочность на разрыв при высоких температурах и сопротивление ползучести, значительно превосходящие показатели тантал-вольфрамовых сплавов с более низким содержанием вольфрама. Благодаря более высокому содержанию вольфрама, чем в обычно используемом вольфраме тантал-10, сплав Ta-12,5W более стабильно сохраняет свою структурную целостность и менее склонен к деформации в условиях сверхвысоких температур (выше 1000 °C), что делает его пригодным для эксплуатации в суровых условиях с длительным воздействием высоких температур. Ta12.5W – это тугоплавкий сплав, унаследовавший жаропрочность тантала и вольфрама, с температурой плавления, приближающейся к высокому уровню тантал-вольфрамовых сплавов (значительно превышающей температуру плавления обычных металлов). Кроме того, при высоких температурах на его поверхности может образовываться устойчивая оксидная пленка, что позволяет ему длительное время работать в высокотемпературных средах в среде инертного газа, что делает его пригодным для проведения сверхвысокотемпературных реакций и применения в системах поддержания теплового поля.
Процесс его приготовления сложен и требует значительных затрат. Сначала порошок тантала получают методом восстановления углеродом, затем добавляют примерно 12,7 кг порошка вольфрама в пропорции 100 кг порошка тантала, восстановленного углеродом, вместе с металлическими связующими и другими вспомогательными материалами и тщательно перемешивают. Затем эту смесь прессуют в прутки из тантала и вольфрама, прокаливают в высокотемпературной печи и, наконец, дважды плавят при температуре 3000 °C в печи электронной бомбардировки для получения слитков вольфрама тантала-12,5. Готовый сплав проходит строгий контроль содержания примесей, таких как углерод и кислород, для предотвращения охрупчивания границ зерен и обеспечения надежности сплава в экстремальных условиях. Благодаря своим общим характеристикам, ориентированным на высокие температуры и высокую прочность, он в основном используется в таких ключевых областях, как аэрокосмическая промышленность, атомная энергетика и производство высокотехнологичных химических продуктов. Например, его можно использовать для изготовления камер сгорания ракетных двигателей, высокотемпературных несущих деталей для сверхзвуковых самолетов, а также радиационно-стойких и высокотемпературных компонентов реакторов в атомной энергетике. В высокотехнологичной химической промышленности он также может использоваться для изготовления теплообменников и ключевых компонентов реакторов, работающих с высокотемпературными и высококоррозионными средами, что соответствует строгим требованиям к устойчивости материала к экстремальным условиям.
Тантал-12,5% вольфрам — это высокоэффективный жаропрочный сплав, предназначенный для работы в экстремальных условиях. Это не материал общего назначения, а специальный материал, разработанный для решения проблем, связанных с «узкими местами» в конкретных областях. Использование Ta-12,5W будет рассмотрено только в том случае, если ваш сценарий применения одновременно соответствует следующим условиям: экстремально высокая температура, огромные механические нагрузки, сильная коррозионная среда и риск водородного охрупчивания. Для получения высокочистых слитков обычно требуется электронно-лучевая плавка (ЭЛП) или вакуумная дуговая плавка (ВДП). Практически все процессы формования пластмасс должны проводиться при высоких температурах (горячая ковка, горячая прокатка, горячая экструзия), что приводит к узкому технологическому диапазону и чрезвычайно высоким требованиям к контролю. Сварка сложна и должна выполняться в условиях высокого вакуума для предотвращения загрязнения и окисления.
Благодаря превосходным эксплуатационным характеристикам при высоких температурах и высокой прочности тантал-12,5% вольфрам в основном используется в таких ключевых областях, как аэрокосмическая промышленность, атомная энергетика и производство высокотехнологичной химической продукции. Например, его можно использовать для изготовления камер сгорания ракетных двигателей, высокотемпературных несущих деталей сверхзвуковых самолетов, а также радиационно-стойких и высокотемпературных компонентов реакторов в атомной энергетике. В высокотехнологичной химической промышленности его также можно использовать для изготовления теплообменников и ключевых компонентов реакторов, работающих с высокотемпературными и высококоррозионными средами, что соответствует строгим требованиям к стойкости материалов к экстремальным условиям в этих областях.