» » Молибден. Сплавы молибдена

Молибден. Сплавы молибдена

14 марта 2014, 16:24
Молибден. Сплавы молибдена
Молибден — сосед вольфрама в VI группе периодической системы. Он, следовательно, родственен ему по многим физическим и химическим свойствам. Хотя молибден заметно уступает вольфраму в тугоплавкости, он почти вдвое легче его (10,2 г/см3 против 19,3 г/см3 у вольфрама). Молибден отличается высокой теплопроводностью [100 Дж/(м-с-К)] и малым коэффициентом теплового расширения (порядка 6 миллионных долей на 1 градус). Это способствует быстрому выравниванию температуры при поверхностном нагреве и ведет к малым тепловым напряжениям в конструкциях из молибдена при быстрых теплосменах. Молибден достаточно прочен при температурах 1000—1300° С, особенно прочны его сплавы с титаном, цирконием, ниобием и другими элементами. У него высок модуль упругости, хороша пластичность при нормальной и повышенной температурах. Несмотря на то, что он тяжелее железа и никеля, уже с 950—1000° С он и его сплавы значительно превосходят железные и никелевые сплавы по удельной прочности. Особенно хороши удельные характеристики при кратковременной работе. Тут молибден значительно превосходит более тугоплавкий тантал (а по удельной прочности в интервале 1100—1300° С ему нет равных). Наконец, молибден один из наиболее доступных тугоплавких металлов. Все это способствует применению молибдена в гиперзвуковых конструкциях и сулит ему широкое поле деятельности в будущем. Но молибден имеет два недостатка: хрупкость при низких температурах и малую стойкость против газовой коррозии при высоких.

Последнее определяется исключительно большой летучестью окиси молибдена Мо03 выше 500° С. Например, при 1000° С молибденовый лист толщиной в 1 мм полностью окисляется и улетучивается в течение 1 часа. Молибден, как и вольфрам, может длительно работать в атмосфере инертного газа либо в вакууме. Для работы при температурах до 1100°С применяется плакирование нихромом, гальваническое покрытие хромом и никелем, алюминий-хромкремниевые и алюминийхромборовые и более сложные покрытия. При высоких температурах на таких покрытиях образуется плотная и твердая окисная пленка, защищающая молибден от коррозии и эрозии в течение сотен часов.

Для защиты молибдена при еще более высоких температурах лучше подходят дисилицид молибдена MoSi2 и керамические окислы, но такие покрытия более хрупки.

Кратковременно в соплах пороховых и жидкостных ракет, газовых рулях и т. п. молибден и его сплавы могут работать без всякой защиты.

Очень перспективен молибден как конструкционный материал теплообменных труб будущих космических кораблей с атомными двигателями. У него невелика упругость паров, т. е. он слабо испаряется в вакууме и не взаимодействует с вероятными жидкометал-лическими теплоносителями — литием, натрием, калием.

Низкотемпературную хрупкость молибдена помогает побороть высокая чистота продукта, достигаемая лучше всего электронной плавкой. Как показали исследования, хрупкость вызывается наличием по границам зерен и внутри них частиц окислов и нитридов и не присуща самому металлу. Из молибденовых сплавов изготовляют лопатки высокотемпературных реактивных двигателей (с небольшим ресурсом работы), носки крыльев и фюзеляжей гиперзвуковых летательных аппаратов и др.

В электровакуумных приборах используются молибденовые аноды и сетки радиоламп, ножки и крючки, поддерживающие вольфрамовую спираль электроосветительных ламп и др.

Хром, хотя и менее тугоплавок, чем вольфрам и молибден, но более легок и его окисел Сr2О3 не летуч; он плотно прикрывает металл, защищая его от дальнейшего окисления. Основную трудность в использовании хрома и его сплавов представляет их хрупкость; в вакууме и при температурах выше 1300° С хром интенсивно испаряется.

В последние годы научились изготовлять прочные и особенно жаропрочные хромовые сплавы из очищенного (рафинированного) электролитического хрома, сплавленного с железом, вольфрамом и танталом (отечественные сплавы ВХ1, ВХ2 и др.). При температурах 1000—1200° С они могут работать длительно, а при 1500— 1600° С — кратковременно. Они стойки в окислительной атмосфере, но, поглощая азот, становятся более хрупкими вследствие образования нитридов. При работе до 1200° С во избежание охрупчивания наносят на поверхность никелевый слой толщиной около 50— 60 мкм. Такой слой даже при температуре в 1200° С действует эффективно более 100 ч.

Расскажите друзьям!
Заметили ошибку в тексте? Выделите её, нажмите Ctrl+Enter и мы всё исправим!
Смотрите также

Добавить комментарий