Obter a definición e descubrir que elementos refírense ao termo
O término "metal refractario" úsase para describir un grupo de elementos metálicos que teñen puntos de fusión excepcionalmente elevados e que son resistentes ao desgaste, á corrosión e á deformación.
Os usos industriais do termo metal refractario adoitan referirse a cinco elementos comúnmente usados:
Non obstante, as definicións máis amplas incluíron tamén os metais menos utilizados:
- Chromium (Cr)
- Hafnium (Hf)
- Iridio (ir)
- Osmio (Os)
- Rodio (Rh)
- Rutenio (Ru)
- Titanio (Ti)
- Vanadio (V)
- Zirconium (Zr)
As características
A característica de identificación dos metais refractarios é a súa resistencia á calor. Os cinco metais refractarios industriais teñen puntos de fusión que superan os 3632 ° F (2000 ° C).
A forza dos metais refractarios a altas temperaturas, en combinación coa súa dureza, failles ideais para ferramentas de corte e perforación.
Os metais refractarios tamén son moi resistentes ao choque térmico, o que significa que a calefacción e refrixeración repetidas non causarán facilmente a expansión, o estrés e o craqueo.
Os metais teñen densidades altas (son pesados) e boas propiedades eléctricas e condutores de calor.
Outra propiedade importante é a súa resistencia ao arrastre, a tendencia dos metais a deformarse lentamente baixo a influencia do estrés.
Debido á súa capacidade de formar unha capa protectora, os metais refractarios tamén son resistentes á corrosión, aínda que se oxidan fácilmente a altas temperaturas.
Metais refractarios e metalurxia en po
Debido aos seus altos puntos de fusión e dureza, os metais refractarios son a maioría das veces procesados en po e nunca fabricados por fundición.
Os polvos metálicos son fabricados a tamaños e formas específicos, e mestúranse para crear a mestura correcta das propiedades, antes de ser compactadas e sinterizadas.
A sinterización implica calentar o po de metal (dentro dun molde) por un longo período de tempo. Baixo a calor, as partículas de po comezan a unirse, formando unha peza sólida.
A sinterización pode unir metais a temperaturas inferiores ao seu punto de fusión, unha vantaxe importante cando se traballa cos metais refractarios.
Po de carburo
Un dos primeiros usos para moitos metais refractarios xurdiu a comezos do século XX co desenvolvemento de carburos cementados.
Widia , o primeiro carburo de volframio comercialmente comercializado, foi desenvolvido por Osram Company (Alemania) e comercializado en 1926. Isto levou a novas probas con metais igualmente duros e resistentes ao desgaste, o que levou ao desenvolvemento de modernos carburos sinterizados.
Os produtos de materiais de carburo a miúdo beneficianse de mesturas de distintos po. Este proceso de mestura permite a introdución de propiedades benéficas a partir de metais diferentes, polo tanto, producindo materiais superiores aos que podería ser creado por un metal individual. Por exemplo, o po orixinal de Widia estaba composto de 5-15% de cobalto.
Nota: vexa máis sobre as propiedades de metal refractario na táboa na parte inferior da páxina
Aplicacións
As aleaciones e carburos refractarios son usados en practicamente todas as industrias importantes, incluíndo electrónica, aeroespacial, automotiva, química, minería, tecnoloxía nuclear, procesamento de metais e próteses.
A seguinte lista de usos finais para metais refractarios foi compilada pola Asociación de Metais Refractarios:
Metal de tungsteno
- Filamentos de lámpadas incandescentes, fluorescentes e automotores
- Ánodos e dianas para tubos de raios X
- Soportes de semiconductores
- Electrodos para soldar en arco de gas inerte
- Cátodos de alta capacidade
- Os electrodos para xenon son lámpadas
- Sistemas de ignición automotiva
- Boquillas de foguetes
- Emisores de tubos electrónicos
- Gorgos de procesamento de uranio
- Elementos de calefacción e escudos de radiación
- Elementos de aleación en aceros e superaleaciones
- Reforzo en composites de matriz metálica
- Catalizadores en procesos químicos e petroquímicos
- Lubricantes
Molibdeno
- Adicións de ligas en ferros, aceiros, aceiros inoxidables, aceiros de ferramenta e superaleadores de níquel base
- Eixes de mola de alta precisión
- Spray metalizado
- Morre o fundido
- Compoñentes de mísiles e foguetes
- Electrodos e varas axitadoras na fabricación de vidro
- Elementos de calefacción por forno eléctrico, barcos, escudos térmicos e forro de silenciador
- Bombas de refino de zinc, lavados, válvulas, agitadores e pozos de termopar
- Producción de varilla de control de reactores nucleares
- Interruptores de electrodos
- Soporte e respaldo para transistores e rectificadores
- Filamentos e cables de apoio para o faro do automóbil
- Tubos de tubo de baleiro
- Faldas de foguetes, conos e escudos de calor
- Compoñentes de mísiles
- Superconductores
- Equipo de procesos químicos
- Escudos de calor en fornos de baleiro de alta temperatura
- Aditivos de aliaxe en aliaxes ferrosas e superconductores
Carbide de tungsteno cementado
- Carbide de tungsteno cementado
- Ferramentas de corte para o mecanizado de metais
- Equipos de enxeñería nuclear
- Ferramentas de perforación de minas e petróleo
- Formación de morcegos
- Rolos formando metal
- Guías de fíos
Tungsten Heavy Metal
- Bótes
- Asentos de válvulas
- Láminas para cortar materiais duros e abrasivos
- Puntos de bolígrafo
- Serras de mampostería e brocas
- Heavy metal
- Escudos de radiación
- Contrapesos de aeronaves
- Contrapesos de reloxo autolucantes
- Mecanismos de balance aéreo da cámara
- Pesos de balance da espada do rotor do helicóptero
- Insercións de peso do club de ouro
- Corpos de dardo
- Fusibles de armamento
- Amortiguación por vibración
- Ordenanza militar
- Pelotas de espingarda
Tántalo
- Condensadores electrolíticos
- Intercambiadores de calor
- Calentadores de bayoneta
- Pozos de termómetro
- Filamentos de tubos de baleiro
- Equipo de procesos químicos
- Componentes de fornos de alta temperatura
- Crucibles para manipular metales fundidos e aleaciones
- Ferramentas de corte
- Componentes do motor aeroespacial
- Implantes cirúrxicos
- Aditivo de aleación en superaleaciones
Propiedades físicas dos metais refractarios
| Tipo | Unidade | Mo | Ta | Nb | W | Rh | Zr |
| Pureza comercial típica | 99,95% | 99,9% | 99,9% | 99,95% | 99,0% | 99,0% | |
| Densidade | cm / cc | 10.22 | 16.6 | 8.57 | 19.3 | 21.03 | 6.53 |
| lbs / in 2 | 0.369 | 0,60 | 0.310 | 0,697 | 0.760 | 0.236 | |
| Punto de fusión | Celcius | 2623 | 3017 | 2477 | 3422 | 3180 | 1852 |
| ° F | 4753.4 | 5463 | 5463 | 6191.6 | 5756 | 3370 | |
| Punto de ebullición | Celcius | 4612 | 5425 | 4744 | 5644 | 5627 | 4377 |
| ° F | 8355 | 9797 | 8571 | 10.211 | 10.160.6 | 7911 | |
| Dureza típica | DPH (vickers) | 230 | 200 | 130 | 310 | - | 150 |
| Conductividade térmica (@ 20 ° C) | cal / cm 2 / cm ° C / seg | - | 0.13 | 0.126 | 0,397 | 0.17 | - |
| Coeficiente de expansión térmica | ° C x 10 -6 | 4.9 | 6.5 | 7.1 | 4.3 | 6.6 | - |
| Resistencia eléctrica | Micro-ohm-cm | 5.7 | 13.5 | 14.1 | 5.5 | 19.1 | 40 |
| Condutividade eléctrica | % IACS | 34 | 13.9 | 13.2 | 31 | 9.3 | - |
| Resistencia á tracción (KSI) | Ambiente | 120-200 | 35-70 | 30-50 | 100-500 | 200 | - |
| 500 ° C | 35-85 | 25-45 | 20-40 | 100-300 | 134 | - | |
| 1000 ° C | 20-30 | 13-17 | 5-15 | 50-75 | 68 | - | |
| Elongación mínima (calibre de 1 polgada) | Ambiente | 45 | 27 | 15 | 59 | 67 | - |
| Módulo de elasticidade | 500 ° C | 41 | 25 | 13 | 55 | 55 | |
| 1000 ° C | 39 | 22 | 11.5 | 50 | - | - |
Fonte: http://www.edfagan.com