耐火金属について学ぶ

定義を取得し、用語が参照する要素を見つける

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「高融点金属」という用語は、例外的に高い融点を有し、耐摩耗性、 腐食性および変形性に優れた金属元素群を表すために使用される。

耐火金属という用語の工業的使用は、多くの場合、一般的に使用される5つの要素を指す。

しかし、広義の定義にはあまり一般的でない金属も含まれています。

特性

高融点金属の特徴は、耐熱性である。 5つの工業用耐火金属はすべて融点が3632°F(2000°C)を超えています。

高温での高融点金属の強度とその硬さとの組み合わせにより、切削工具に最適です。

耐火金属は熱衝撃にも非常に強いため、加熱と冷却を繰り返しても膨張、応力、ひび割れが起こりにくくなります。

金属はすべて、高密度(重い)と良好な電気的および熱伝導特性を有する。

もう1つの重要な特性は、クリープに対する耐性であり、金属が応力の影響下でゆっくりと変形する傾向がある。

耐火性金属は、保護層を形成する能力のために、高温で容易に酸化するが、耐食性も有する。

耐火金属および粉末冶金

それらの高い融点および硬度のために、高融点金属は、最も頻繁に粉末形態で加工され、鋳造によって製造されることはない。

金属粉末は、特定の大きさおよび形状に製造され、次に圧縮されて焼結される前に混合されて、特性の適切な混合物を生成する。

焼結は、金属粉末を(金型内で)長時間加熱することを含む。 熱の下で、粉末粒子は結合し始め、固体片を形成する。

焼結は、融点よりも低い温度で金属を結合することができ、耐火金属を扱う際の大きな利点である。

カーバイドパウダー

多くの耐火金属の最も初期の用途の1つは、超硬合金の開発と20世紀初めに発生した。

最初に市販されている炭化タングステンであるWidiaは、Osram Company(ドイツ)によって開発され、1926年に販売されました。これにより、同様に硬く耐摩耗性の金属でさらに試験が行われ、近代的な焼結炭化物が開発されました。

炭化物材料の製品は、しばしば、異なる粉末の混合物の恩恵を受ける。 このブレンドのプロセスは、異なる金属からの有益な特性の導入を可能にし、それによって、個々の金属によって生成され得るものよりも優れた材料を生成する。 例えば、元のWidia粉末は5〜15%のコバルトで構成されていました。

注:高融点金属特性の詳細は、ページ下部の表を参照してください

アプリケーション

耐火金属系合金および炭化物は、エレクトロニクス、航空宇宙、自動車、化学、鉱業、原子力技術、金属加工、補綴物を含む事実上すべての主要産業で使用されています。

耐火金属の最終用途の以下のリストは、耐火金属協会によって編集された。

タングステン金属

モリブデン

セメントタングステンカーバイド

タングステン重金属

タンタル

耐火金属の物性

タイプ 単位 Ta Nb W Rh Zr
典型的な商業的純度 99.95% 99.9% 99.9% 99.95% 99.0% 99.0%
密度 cm / cc 10.22 16.6 8.57 19.3 21.03 6.53
1ポンド/平方インチ 0.369 0.60 0.310 0.697 0.760 0.236
融点 Celcius 2623 3017 2477 3422 3180 1852
°F 4753.4 5463 5463 6191.6 5756 3370
沸点 Celcius 4612 5425 4744 5644 5627 4377
°F 8355 9797 8571 10,211 10,160.6 7911
典型的な硬度 DPH(ビッカーズ) 230 200 130 310 - 150
熱伝導率(@ 20℃) cal / cm 2 / cm℃/秒 - 0.13 0.126 0.397 0.17 -
熱膨張係数 °C×10 -6 4.9 6.5 7.1 4.3 6.6 -
電気抵抗率 マイクロオームcm 5.7 13.5 14.1 5.5 19.1 40
電気伝導性 %IACS 34 13.9 13.2 31 9.3 -
引張強さ(KSI) アンビエント 120-200 35-70 30-50 100〜500 200 -
500℃ 35-85 25-45 20-40 100-300 134 -
1000℃ 20-30 13-17 5-15 50-75 68 -
最小伸び(1インチゲージ) アンビエント 45 27 15 59 67 -
弾性率 500℃ 41 25 13 55 55
1000℃ 39 22 11.5 50 - -

ソース:http://www.edfagan.com