ВОЛЬФРА́МОВЫЕ СПЛА́ВЫ

ВОЛЬФРА́МОВЫЕ СПЛА́ВЫ, спла­вы на ос­но­ве вольф­ра­ма. В ка­че­ст­ве ле­ги­ру­ющих до­ба­вок при­ме­ня­ют­ся ме­тал­лы (напр., $\ce{Mo, Re, Cu, Ni, Ag}$), ок­си­ды ($\ce{ThO2, Y2O3, La2O3}$), кар­би­ды ($\ce{TaC, ZrC, HfC}$) и др. В. с. ха­рак­те­ри­зу­ют­ся вы­со­ки­ми ту­го­плав­ко­стью и жа­ро­проч­но­стью. В за­ви­си­мо­сти от со­ста­ва спла­ва и спо­со­ба про­из-ва В. с. име­ют пре­дел проч­но­сти 1000–6000 МПа при 20 °C, дли­тель­ную (до 100 ч) проч­ность 80–140 МПа при 1200 °C, вы­со­кое со­про­тив­ле­ние пол­зу­че­сти при 1100–2500 °C, низ­кие диф­фу­зи­он­ную по­движ­ность и ко­эф. тер­мич. рас­ши­ре­ния (4,32·10^–6 К^–1 при 273–373 К), вы­со­кие те­п­ло­про­вод­ность (177–200 Вт/м·К), элек­тро­про­вод­ность (4,84 мкОм·см при 273 К) и со­про­тив­ле­ние кор­ро­зии в ки­сло­тах, рас­пла­вах лег­ко­плав­ких ме­тал­лов, стё­кол, ок­сид­ной ке­ра­ми­ки и др.

В про­цес­се про­из-ва В. с. не­об­хо­ди­мы: очи­ст­ка ших­ты – для умень­ше­ния низ­ко­тем­пе­ра­тур­ной хруп­ко­сти, вы­зван­ной низ­кой проч­но­стью гра­ниц зё­рен из-за за­гряз­не­ния их разл. при­ме­ся­ми; тер­ми­че­ская об­ра­бот­ка – для пе­ре­рас­пре­де­ле­ния и сни­же­ния удель­ной кон­цен­тра­ции при­ме­сей на гра­ни­це зё­рен; де­фор­ма­ция – для из­мель­че­ния зё­рен. Вво­ди­мые ле­ги­рую­щие до­бав­ки ока­зы­ва­ют разл. дей­ст­вие. Напр., $\ce{Mo}$ (при со­дер­жа­нии ок. 2%) су­ще­ст­вен­но из­мель­ча­ет зер­но вольф­ра­ма; $\ce{Fe, Ni, Pd, Ru, Re}$ (до 0,3%) эф­фек­тив­но воз­дей­ст­ву­ют на вы­тес­не­ние де­фек­тов и при­ме­сей с гра­ниц зё­рен; ред­кие и ред­ко­зе­мель­ные ме­тал­лы (напр., до 1% $\ce{Ti, Y}$) свя­зы­ва­ют при­сут­ст­вую­щий в спла­ве ки­сло­род в ту­го­плав­кие ок­си­ды; $\ce{Re}$ по­вы­ша­ет пла­стич­ность (т. н. ре­ние­вый эф­фект); ту­го­плав­кие ок­си­ды ($\ce{ThO2, Y2O3, La2O3}$ и др.) улуч­ша­ют эмис­си­он­ные свой­ст­ва; вве­де­ние мик­ро­при­са­док ($\ce{Al2O3 + K2O + SiO2}$) обес­пе­чи­ва­ет фор­ми­ро­ва­ние вы­тя­ну­тых зё­рен при вы­со­ко­тем­пе­ра­тур­ной ре­крис­тал­ли­за­ции, что при­ме­ня­ет­ся в про­из-ве силь­но тя­ну­той про­во­ло­ки (т. н. не­про­ви­саю­щий В. с. для ни­тей на­ка­ли­ва­ния ос­ве­тит. ламп). В спла­вах на ос­но­ве $\ce{W – Re – Mo}$ вве­де­ние до 0,4% кар­би­дов и до 2% ок­си­дов по­вы­ша­ет вяз­кость раз­ру­ше­ния (тре­щи­но­стой­кость), а кар­би­ды $\ce{Zr}$ и $\ce{Hf}$, об­ра­зую­щие дис­перс­ные час­ти­цы (10–100 нм), уве­ли­чи­ва­ют жа­ро­проч­ность спла­ва (напр., пре­дел проч­но­сти ли­то­го В. с. 350–450 МПа, 220–350 МПа и 150–200 МПа при 1800, 2000 и 2300 °C со­от­вет­ст­вен­но).

В. с. по­лу­ча­ют ме­то­да­ми по­рош­ко­вой ме­тал­лур­гии или сплав­ле­ни­ем ком­по­нен­тов в ду­го­вых и элек­трон­но-лу­че­вых пе­чах; во из­бе­жа­ние окис­ле­ния все опе­ра­ции про­во­дят в вос­ста­но­ви­тель­ной (во­до­род) или инерт­ной (ар­гон) ат­мо­сфе­ре. Спла­вы про­из­во­дят в ви­де шта­би­ков, по­рош­ко­вых из­де­лий слож­ной фор­мы, слит­ков, фа­сон­ных от­ли­вок, мо­но­кри­стал­лов. Кро­ме то­го, из­де­лия слож­ной фор­мы, в т. ч. пер­фо­ри­ро­ван­ные, по­лу­ча­ют га­зо­фаз­ным оса­ж­де­ни­ем при дис­со­циа­ции хло­ри­дов или фто­ри­дов вольф­ра­ма. Де­фор­ма­цию по­рош­ко­вых и ли­тых спла­вов осу­ще­ст­в­ля­ют при по­сте­пен­ном по­ни­же­нии темп-ры (от 2000 до 400 °C) экс­тру­зи­ей, ков­кой, штам­пов­кой, про­кат­кой, во­ло­че­ни­ем и др.; при­ме­ня­ет­ся так­же на­вив­ка спи­ра­лей из про­во­ло­ки, вы­руб­ка лис­та, пай­ка, диф­фу­зи­он­ная и элек­трон­но-лу­че­вая свар­ка.

Из В. с. из­го­тов­ля­ют ни­ти в лам­пах на­ка­ли­ва­ния, ка­то­ды в ис­точ­ни­ках све­та, пре­ци­зи­он­ные кон­так­ты, вы­со­ко­тем­пе­ра­тур­ные тер­мо­па­ры, вы­во­ды элек­тро­ва­ку­ум­ных при­бо­ров, на­гре­ва­те­ли элек­тро­пе­чей, сва­роч­ные элек­тро­ды, плаз­мо­тро­ны, ано­ды и ка­то­ды рент­ге­нов­ских тру­бок, тиг­ли, ис­поль­зуе­мые для ва­ку­ум­ной ме­тал­ли­за­ции и рас­пла­вов ке­ра­мик, лег­ко­плав­ких ме­тал­лов, вы­ра­щи­ва­ния мо­но­кри­стал­лов гра­на­тов, сап­фи­ра и др. К вольф­ра­мо­вым так­же от­но­сят­ся тя­жё­лые спла­вы (на ос­но­ве $\ce{W – Ni – Fe \:и \:W – Ni – Cu}$), при­ме­няе­мые для из­го­тов­ле­ния бо­е­при­па­сов, кон­тей­не­ров для хра­не­ния ра­дио­ак­тив­ных изо­то­пов, ро­то­ров ги­ро­ско­пов, в элит­ном спорт­ин­вен­та­ре и др.; твёр­дые спла­вы (на ос­но­ве кар­би­да вольф­ра­ма – $\ce{WC}$) – для из­го­тов­ле­ния ре­жу­щих ин­ст­ру­мен­тов; «по­тею­щие» спла­вы (на ос­но­ве $\ce{W – Cu}$), при­ме­няе­мые в со­плах ра­кет­ных дви­га­те­лей.