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钽合金特性及钽管廠家钽應用

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钽合金特性及钽管廠家钽應用

發布日期:2018-01-25 作者:钽合金 點擊:

钽管廠家钽合金

钽合金 

       tantalum alloys 以钽為基加入其他元素組成的合金。钽的陽極氧化膜很穩定,耐蝕,介電性能優異,适于制造電解電容器。钽抗化學腐蝕能力強,除氟化氫、三氧化硫、氫氟酸、熱濃硫酸和堿外,能抗禦一切有機和無機酸的腐蝕,因而可用作化學工業和醫學的耐蝕材料。钽的碳化物是制造硬質合金的重要添加劑。此外,钽也用于某些電子管中。1958年,Ta-10W合金投入生産。20世紀60年代,钽合金作為高溫結構材料用于航天工業上。钽和钽合金産品有闆材、帶材、箔材、棒材、線材、異型件和燒結制品等。

中文名 钽合金 外文名 tantalum alloys 投入生産時間 1958年 适用方向 化學工業,醫學


特性

       中國在50年代末開始研究钽的冶煉和塑性加工,60年代中期已能生産钽及其合金的制品。

       在難熔金屬中,钽的低溫塑性是很好的,它的塑性-脆性轉變溫度低于-196℃。研制钽合金必須考慮保持钽的優異的低溫塑性。钽合金多采用固溶強化的方法,也采用固溶和沉澱強化相結合的方法來提高強度,在周期表中钽的毗鄰元素有的能在钽中完全固溶,有的溶解度很大。強化效果明顯的置換固溶元素是铼、鎢、锆和铪。加入元素量如超過一定範圍,會損害钽的低溫塑性(見圖)。一般認為加入的原子百分比應少于12~14%。間隙元素氮、碳和氧對提高钽的強度效果不大,卻使钽的低溫塑性和加工塑性受到明顯的損害。這些間隙元素與活性元素锆或铪形成彌散的沉澱相時,才有明顯的強化效果。由Ta-10W發展出來的Ta-10W-2.5Hf-0.01C合金是固溶和沉澱強化相結合的典型合金(見金屬的強化)。钽和幾種典型的钽合金的力學性能見表。表中所列材料塑性-脆性轉變溫度都低于-196℃。

用途

       钽及其合金坯料可用粉末冶金工藝或熔煉工藝生産。粉末冶金工藝多用于生産小型钽制品和加工用的坯料。用熱還原法或電解法制得的粉末钽原料,經壓制成型後進行真空燒結。燒結工藝取決于對産品的使用要求。一次燒結(1600~2200℃)用于生産熔煉用電極和多孔陽極。二次燒結用于生産鍛造、軋制和拉拔等塑性加工用的坯料。兩次燒結之間常進行鍛造或軋制,加工率約50%。二次燒結溫度為2000~2700℃。

      真空自耗電弧和電子束熔煉工藝是制取钽及其合金鑄錠的常用方法。電子束熔煉工藝主要用于钽的提純,自耗電弧熔煉工藝可制取大直徑和合金成分更均勻的鑄錠,自耗電弧熔煉的電極可用燒結棒或電子束熔煉錠制成,熔煉法得到的鑄錠晶粒粗大,常需開坯破碎鑄态晶粒以提高塑性。為使钽進一步提純或制備單晶可使用電子束區域熔煉法。

制備

塑性

      純钽的塑性良好,變形抗力小,加工硬化率較小,各種型材和異型零部件都可用塑性加工方法制得。純钽在室溫下可軋成闆材、帶材、箔材、管材和棒材,加工率可達90%以上。為減輕氧化,純钽塑性加工常在室溫或 500℃以下進行。钽合金由于強度高和鑄錠塑性差,須先在1200℃以上進行開坯,以後的加工工藝與純钽相同。開坯的擠壓比應大于4,鍛造比應大于2。錠坯在加熱開坯時,要防止氣體污染而使材料塑性下降。為保證産品有良好沖壓和旋壓性能,要用交叉軋制。交叉軋制前的加工率應保持在80%左右。钽闆通過旋壓和深沖可制成杯、帽、管、錐體、噴管等不同形狀的零件。供拉絲用的旋鍛棒直徑一般為2.5毫米。由于钽質軟,易和模具粘結和劃傷表面,拉絲時常先使線材表面經過陽極氧化形成氧化膜,并用蜂蠟潤滑。

焊接

     真空電子束焊接和惰性氣體保護鎢極焊接工藝,可制取塑性-脆性轉變溫度低的焊件。這種焊接工藝制得的焊接钽管,可滿足化工部門的使用要求。钽還可和不鏽鋼、钛合金、鎳合金和碳鋼焊接在一起。用高能率成形(爆炸法)可使鋼和钽複合成雙金屬,是制造大型耐蝕設備内襯的有效方法。

切削

      钽和钽合金闆容易磨損和粘結刀具,宜用高速鋼刀具,并用四氯化碳等有機溶劑冷卻。磨削加工宜用碳化矽砂輪,因氧化鋁砂輪易使磨面龜裂。

熱處理

      主要有退火和固溶時效處理。為防止大氣污染,钽合金的熱處理必須在10-4托的真空中或高純惰性氣體中進行,有時甚至需要用钽箔把産品包裹起來。


    


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