تعرف على المعادن الحرارية

يستخدم مصطلح `` المعدن المقاوم للصهر '' لوصف مجموعة من العناصر المعدنية التي لها نقاط انصهار عالية بشكل استثنائي ومقاومة للتآكل ، تآكلوالتشوه.

غالبًا ما تشير الاستخدامات الصناعية لمصطلح معدن حراري إلى خمسة عناصر شائعة الاستخدام:

• الموليبدينوم (مو)
• النيوبيوم (ملحوظة)
• رينيوم (إعادة)
• التنتالوم (تا)
• التنغستن (ث)

ومع ذلك ، تضمنت التعريفات الأوسع أيضًا المعادن الأقل استخدامًا:

• الكروم (سجل تجاري)
• الهافنيوم (Hf)
• إيريديوم (عير)
• الأوزميوم (نظام التشغيل)
• الروديوم (Rh)
• الروثينيوم (رو)
• التيتانيوم (تي)
• الفاناديوم (الخامس)
• الزركونيوم (Zr)

الخصائص

السمة المميزة للمعادن الحرارية هي مقاومتها للحرارة. تحتوي جميع المعادن الحرارية الصناعية الخمسة على نقاط انصهار تزيد عن 3632 درجة فهرنهايت (2000 درجة مئوية).

إن قوة المعادن المقاومة للصهر في درجات الحرارة العالية ، جنبًا إلى جنب مع صلابتها ، تجعلها مثالية لأدوات القطع والحفر.

المعادن المقاومة للصهر هي أيضًا مقاومة جدًا للصدمات الحرارية ، مما يعني أن التسخين والتبريد المتكرر لن يتسببان بسهولة في التمدد والضغط والتشقق.

تتمتع جميع المعادن بكثافة عالية (ثقيلة) بالإضافة إلى خصائص توصيل كهربائية وحرارة جيدة.

خاصية أخرى مهمة هي مقاومتها للزحف ، ميل المعادن للتشوه ببطء تحت تأثير الإجهاد.

نظرًا لقدرتها على تكوين طبقة واقية ، فإن المعادن المقاومة للصهر أيضًا مقاومة للتآكل ، على الرغم من أنها تتأكسد بسهولة في درجات الحرارة العالية.

المعادن الحرارية و مساحيق المعادن

نظرًا لنقاط الانصهار والصلابة العالية ، تتم معالجة المعادن المقاومة للصهر غالبًا في شكل مسحوق ولا يتم تصنيعها أبدًا عن طريق الصب.

يتم تصنيع مساحيق المعادن بأحجام وأشكال محددة ، ثم يتم مزجها لتكوين المزيج الصحيح من الخصائص ، قبل ضغطها وتلبيدها.

يشمل التلبيد تسخين مسحوق المعدن (داخل قالب) لفترة طويلة من الزمن. تحت الحرارة ، تبدأ جزيئات المسحوق في الترابط ، وتشكل قطعة صلبة.

يمكن للتلبيد أن يربط المعادن عند درجات حرارة أقل من نقطة انصهارها ، وهي ميزة مهمة عند العمل مع المعادن المقاومة للصهر.

مساحيق كربيد

نشأ أحد أقدم الاستخدامات للعديد من المعادن المقاومة للحرارة في أوائل القرن العشرين مع تطور الكربيدات الأسمنتية.

ويدياطورت شركة أوسرام (ألمانيا) ، أول كربيد تنجستن متوفر تجاريًا ، وتم تسويقه في عام 1926. أدى ذلك إلى مزيد من الاختبارات باستخدام معادن مماثلة صلبة ومقاومة للتآكل ، مما أدى في النهاية إلى تطوير كربيدات متكلس حديثة.

غالبًا ما تستفيد منتجات مواد الكربيد من خليط من مساحيق مختلفة. تسمح عملية المزج هذه بإدخال خصائص مفيدة من معادن مختلفة ، وبالتالي إنتاج مواد أفضل مما يمكن أن يصنعه معدن فردي. على سبيل المثال ، مسحوق Widia الأصلي يتكون من 5-15٪ كوبالت.

ملحوظة: شاهد المزيد عن خصائص المعدن الحراري في الجدول الموجود أسفل الصفحة.

التطبيقات

تُستخدم السبائك المعدنية المقاومة للصهر والكربيدات في جميع الصناعات الرئيسية تقريبًا ، بما في ذلك الإلكترونيات ، والفضاء ، والسيارات ، والكيماويات ، والتعدين ، والتكنولوجيا النووية ، ومعالجة المعادن ، و الأطراف الصناعية.

تم تجميع القائمة التالية من الاستخدامات النهائية للمعادن المقاومة للصهر من قبل جمعية المعادن المقاومة للصهر:

التنغستن ميتال

• خيوط المصابيح المتوهجة والفلورية والسيارات
• الأنودات والأهداف لأنابيب الأشعة السينية
• يدعم أشباه الموصلات
• أقطاب لحام القوس الغازي الخامل
• كاثودات عالية السعة
• أقطاب الزينون هي مصابيح
• أنظمة إشعال السيارات
• فوهات الصواريخ
• بواعث الأنبوب الإلكترونية
• بوتقات معالجة اليورانيوم
• عناصر التسخين ودروع الإشعاع
• عناصر صناعة السبائك من الفولاذ والسبائك الفائقة
• التعزيز في مركبات المصفوفة المعدنية
• المحفزات في العمليات الكيميائية والبتروكيماوية
• مزلقات

الموليبدينوم

• إضافات صناعة السبائك في الحديد والفولاذ والفولاذ المقاوم للصدأ والأدوات والسبائك الفائقة القاعدة من النيكل
• مغازل عجلة طحن عالية الدقة
• رش المعادن
• يموت الصب يموت
• مكونات محركات الصواريخ والقذائف
• الأقطاب الكهربائية وقضبان التحريك في صناعة الزجاج
• عناصر تسخين الفرن الكهربائي ، القوارب ، الدروع الحرارية ، بطانة كاتم الصوت
• مضخات تكرير الزنك والمغاسل والصمامات والمحراك والآبار الحرارية
• إنتاج قضيب التحكم في المفاعلات النووية
• تبديل الأقطاب الكهربائية
• يدعم ويدعم الترانزستورات والمعدلات
• خيوط وأسلاك داعمة لمصابيح السيارات
• حاصل أنبوب التفريغ
• تنانير الصواريخ والأقماع والدروع الواقية من الحرارة
• مكونات الصواريخ
• الموصلات الفائقة
• معدات العمليات الكيميائية
• الدروع الحرارية في أفران فراغ عالية الحرارة
• إضافات صناعة السبائك الحديدية والسبائك الفائقة

كربيد التنجستن الأسمنتي

• كربيد التنجستن الأسمنتي
• أدوات القطع لتصنيع المعادن
• معدات الهندسة النووية
• أدوات التنقيب عن النفط والتعدين
• تشكيل يموت
• رولات تشكيل المعادن
• أدلة الخيط

التنغستن المعادن الثقيلة

• البطانات
• مقاعد الصمام
• شفرات لقطع المواد الصلبة والكاشطة
• نقطة الكرة من ركلة جزاء
• مناشير البناء والمثاقب
• معدن ثقيل
• دروع الإشعاع
• أثقال موازنة الطائرات
• الأثقال الموازنة للساعة ذاتية الملء
• آليات موازنة الكاميرا الجوية
• أوزان موازنة الشفرات الدوارة للمروحية
• إدراج وزن نادي الذهب
• الهيئات السهام
• فتيل التسلح
• تخميد الأهتزاز
• الذخائر العسكرية
• كريات البندقية

التنتالوم

• مكثف كهربائيا
• المبادلات الحرارية
• سخانات حربة
• آبار ميزان الحرارة
• خيوط أنبوب فراغ
• معدات العمليات الكيميائية
• مكونات أفران عالية الحرارة
• بوتقة لمناولة المعادن والسبائك المنصهرة
• أدوات القطع
• مكونات محركات الطائرات
• الغرسات الجراحية
• مضافات سبائك في السبائك الفائقة

الخصائص الفيزيائية للمعادن الحرارية

نوع	وحدة	مو	تا	ملحوظة	دبليو	Rh	Zr
نقاء تجاري نموذجي	99.95%	99.9%	99.9%	99.95%	99.0%	99.0%
كثافة	سم / سم مكعب	10.22	16.6	8.57	19.3	21.03	6.53
رطل / في2	0.369	0.60	0.310	0.697	0.760	0.236
نقطة الانصهار	سيليسيوس	2623	3017	2477	3422	3180	1852
درجة فهرنهايت	4753.4	5463	5463	6191.6	5756	3370
نقطة الغليان	سيليسيوس	4612	5425	4744	5644	5627	4377
درجة فهرنهايت	8355	9797	8571	10,211	10,160.6	7911
صلابة نموذجية	DPH (فيكرز)	230	200	130	310	--	150
التوصيل الحراري (@ 20 درجة مئوية)	كال / سم2/cm°C/sec	--	0.13	0.126	0.397	0.17	--
معامل التمدد الحراري	درجة مئوية × 10 -6	4.9	6.5	7.1	4.3	6.6	--
المقاومة الكهربائية	مايكرو أوم سم	5.7	13.5	14.1	5.5	19.1	40
التوصيل الكهربائي	٪ IACS	34	13.9	13.2	31	9.3	--
قوة الشد (KSI)	محيط ب	120-200	35-70	30-50	100-500	200	--
500 درجة مئوية	35-85	25-45	20-40	100-300	134	--
1000 درجة مئوية	20-30	13-17	5-15	50-75	68	--
الحد الأدنى من الاستطالة (قياس 1 بوصة)	محيط ب	45	27	15	59	67	--
معامل المرونة	500 درجة مئوية	41	25	13	55	55
1000 درجة مئوية	39	22	11.5	50	--	--

مصدر: http://www.edfagan.com