المعادن المقاومة للصهر هي فئة من المعادن شديدة المقاومة للحرارة والتآكل. يستخدم التعبير في الغالب في سياق علم المواد والمعادن والهندسة. يختلف تعريف العناصر التي تنتمي إلى هذه المجموعة. يتضمن التعريف الأكثر شيوعًا خمسة عناصر: اثنان من الفترة الخامسة (النيوبيوم والموليبدينوم) وثلاثة من الفترة السادسة (التنتالوم والتنغستن والرينيوم). تشترك جميعها في بعض الخصائص ، بما في ذلك درجة انصهار أعلى من 2000 درجة مئوية وصلابة عالية في درجة حرارة الغرفة. فهي خاملة كيميائيا ولها كثافة عالية نسبيا. تجعل نقاط انصهارها العالية من تعدين المساحيق الطريقة المفضلة لتصنيع المكونات من هذه المعادن. تتضمن بعض تطبيقاتها أدوات لتشغيل المعادن في درجات حرارة عالية ، وشعيرات الأسلاك ، وقوالب الصب ، وأوعية التفاعل الكيميائي في البيئات المسببة للتآكل. جزئيًا بسبب نقطة الانصهار العالية ، تكون المعادن المقاومة للصهر مستقرة ضد تشوه الزحف لدرجات حرارة عالية جدًا.
معظم تعريفات المصطلح&# 39 ؛ المعادن المقاومة للصهر&# 39 ؛ قائمة نقطة الانصهار العالية بشكل غير عادي كشرط رئيسي للإدراج. حسب تعريف واحد ، فإن نقطة الانصهار فوق 4000 درجة فهرنهايت (2200 درجة مئوية) ضرورية للتأهل. [2] يتم تضمين العناصر الخمسة النيوبيوم والموليبدينوم والتنتالوم والتنغستن والرينيوم في جميع التعريفات ، [3] بينما يتضمن التعريف الأوسع ، بما في ذلك جميع العناصر ذات نقطة الانصهار أعلى من 2123 كلفن (1850 درجة مئوية) ، عددًا متفاوتًا من تسعة عناصر إضافية : التيتانيوم والفاناديوم والكروم والزركونيوم والهافنيوم والروثينيوم والروديوم والأوزميوم والإيريديوم. العناصر الاصطناعية ، كونها مشعة ، لا تعتبر أبدًا جزءًا من المعادن المقاومة للحرارة ، على الرغم من أن التكنيشيوم له نقطة انصهار تبلغ 2430 كلفن أو 2157 درجة مئوية ومن المتوقع أن يكون للروذرفورديوم نقطة انصهار تبلغ 2400 كلفن أو 2100 درجة مئوية.
| اسم | النيوبيوم | الموليبدينوم | التنتالوم | التنغستن | الرينيوم |
| فترة | 5 | 5 | 6 | 6 | 6 |
| نقطة الانصهار ك | 2750 | 2896 | 3290 | 3695 | 3459 |
| نقطة الغليان ك | 5017 | 4912 | 5731 | 6203 | 5869 |
| نقطة الانصهار ° C | 2477 | 2623 | 3017 | 3422 | 3186 |
| نقطة الغليان درجة مئوية | 4744 | 4639 | 5458 | 5930 | 5596 |
| الكثافة g.cm-3 | 8.57 | 10.28 | 16.69 | 19.25 | 21.02 |
الشباب&# 39 ؛ ق معامل GPa | 105 | 329 | 186 | 411 | 463 |
| صلابة فيكرز MPa | 1320 | 1530 | 873 | 3430 | 2450 |
تُستخدم المعادن المقاومة للصهر في الإضاءة ، والأدوات ، ومواد التشحيم ، وقضبان التحكم في التفاعل النووي ، كمحفزات ، ولخصائصها الكيميائية أو الكهربائية. نظرًا لنقطة الانصهار العالية ، لا يتم أبدًا تصنيع المكونات المعدنية المقاومة للصهر عن طريق الصب. يتم استخدام عملية تعدين المساحيق. يتم ضغط مساحيق المعدن النقي ، وتسخينها باستخدام التيار الكهربائي ، ثم تصنيعها عن طريق العمل البارد بخطوات التلدين. يمكن عمل المعادن المقاومة للصهر في الأسلاك أو السبائك أو حديد التسليح أو الصفائح أو الرقائق.
سبائك الموليبدينوم
المقالات الرئيسية:الموليبدينوموالموليبدينوم § التطبيقات
تُستخدم سبائك الموليبدينوم على نطاق واسع ، لأنها أرخص من سبائك التنغستن الفائقة. أكثر سبائك الموليبدينوم استخدامًا هي سبائك التيتانيوم والزركونيوم والموليبدينوم TZM ، وتتألف من 0.5٪ تيتانيوم و 0.08٪ زركونيوم (مع الموليبدينوم هو الباقي). تُظهر السبيكة مقاومة وقوة أعلى للزحف في درجات الحرارة العالية ، مما يجعل درجات حرارة الخدمة أعلى من 1060 درجة مئوية ممكنة للمادة. المقاومة العالية لـ Mo-30W ، سبيكة 70٪ موليبدينوم و 30٪ تنجستن ، ضد هجوم الزنك المنصهر تجعلها مادة مثالية لصب الزنك. كما أنها تستخدم لبناء صمامات الزنك المصهور.
يستخدم الموليبدينوم في مرحلات القصب المبلل بالزئبق ، لأن الموليبدينوم لا يشكل ملغمًا وبالتالي فهو مقاوم للتآكل بواسطة الزئبق السائل. [10] [11]
الموليبدينوم هو أكثر المعادن المقاومة للصهر استخدامًا. أهم استخداماته هو أنه بمثابة سبيكة تقوية من الفولاذ. غالبًا ما تحتوي الأنابيب الهيكلية والأنابيب على الموليبدينوم ، كما هو الحال مع العديد من الفولاذ المقاوم للصدأ. قوتها في درجات الحرارة العالية ، ومقاومة التآكل وانخفاض معامل الاحتكاك كلها خصائص تجعلها لا تقدر بثمن كمركب صناعة السبائك. تؤدي خصائصه الممتازة المضادة للاحتكاك إلى دمجها في الشحوم والزيوت حيث تكون الموثوقية والأداء أمرًا بالغ الأهمية. تستخدم مفاصل السيارات ذات السرعة الثابتة شحمًا يحتوي على الموليبدينوم. يلتصق المركب بسهولة بالمعدن ويشكل طلاءًا شديد الصلابة ومقاوم للاحتكاك.
التنجستن وسبائكه
المقالات الرئيسية: Tungsten and Tungsten § التطبيقات
تم اكتشاف التنجستن عام 1781 بواسطة الكيميائي السويدي كارل فيلهلم شيل. يحتوي التنجستن على أعلى نقطة انصهار لجميع المعادن ، عند 3410 درجة مئوية (6170 درجة فهرنهايت).
خيوط من لمبة متوهجة 200 وات مكبرة للغاية
غالبًا ما يتم استخدام التنجستن وسبائكه في التطبيقات التي توجد فيها درجات حرارة عالية ولكن لا تزال القوة العالية ضرورية والكثافة العالية ليست مزعجة. توفر خيوط أسلاك التنجستن الغالبية العظمى من الإضاءة المتوهجة المنزلية ، ولكنها شائعة أيضًا في الإضاءة الصناعية مثل الأقطاب الكهربائية في مصابيح القوس. تصبح المصابيح أكثر كفاءة في تحويل الطاقة الكهربائية إلى ضوء بدرجات حرارة أعلى ، وبالتالي فإن نقطة الانصهار العالية ضرورية للتطبيق كخيوط في الضوء المتوهج. تستخدم معدات اللحام بالقوس التنغستن الغازي (GTAW ، المعروف أيضًا باسم اللحام بالغاز الخامل (TIG) التنغستن) قطبًا دائمًا غير قابل للانصهار. تجعل نقطة الانصهار العالية ومقاومة التآكل ضد القوس الكهربائي من التنجستن مادة مناسبة للإلكترود.
تعد كثافة وقوة التنجستن العالية من الخصائص الرئيسية أيضًا لاستخدامها في مقذوفات الأسلحة ، على سبيل المثال كبديل لليورانيوم المستنفد في مدافع الدبابات. تجعل نقطة انصهاره العالية من التنجستن مادة جيدة لتطبيقات مثل فوهات الصواريخ ، على سبيل المثال في UGM-27 Polaris. لا ترتبط بعض تطبيقات التنجستن بخصائصه الحرارية ولكن ببساطة كثافته. على سبيل المثال ، يتم استخدامه في أوزان الميزان للطائرات والمروحيات أو لرؤوس مضارب الجولف. في هذه التطبيقات ، يمكن أيضًا استخدام مواد كثيفة مماثلة مثل الأوزميوم الأكثر تكلفة.
الاستخدام الأكثر شيوعًا للتنغستن هو كربيد التنجستن المركب في لقم الثقب والتشغيل الآلي وأدوات القطع. توجد أكبر احتياطيات من التنغستن في الصين ، مع ودائع في كوريا وبوليفيا وأستراليا ودول أخرى.
يجد نفسه أيضًا بمثابة مادة تشحيم ومضاد للأكسدة في الفوهات والبطانات وكطلاء واقي وبطرق أخرى كثيرة. يمكن العثور على التنغستن في أحبار الطباعة ، وشاشات الأشعة السينية ، ومعالجة المنتجات البترولية ، ومقاومة اللهب للمنسوجات.
سبائك النيوبيوم
المقالات الرئيسية: Niobium § التطبيقاتو سبيكة النيوبيوم
Apollo CSM مع فوهة الصاروخ الداكنة المصنوعة من سبيكة النيوبيوم والتيتانيوم
يوجد النيوبيوم دائمًا مع التنتالوم ، وقد سُمي على اسم نيوب ، ابنة الملك اليوناني الأسطوري تانتالوس الذي سمي التنتالوم باسمه. للنيوبيوم العديد من الاستخدامات ، يشترك بعضها مع المعادن المقاومة للصهر. إنه فريد من نوعه من حيث أنه يمكن تشغيله من خلال التلدين لتحقيق نطاق واسع من القوة والليونة ، وهو الأقل كثافة للمعادن المقاومة للحرارة. يمكن العثور عليه أيضًا في المكثفات الإلكتروليتية وفي السبائك فائقة التوصيل الأكثر عملية. يمكن العثور على النيوبيوم في التوربينات الغازية للطائرات والأنابيب المفرغة والمفاعلات النووية.
السبيكة المستخدمة لفوهات دفع الصواريخ السائلة ، كما هو الحال في المحرك الرئيسي لوحدات أبولو القمرية ، هي C103 ، والتي تتكون من 89٪ نيوبيوم ، و 10٪ هافنيوم ، و 1٪ تيتانيوم. تم استخدام سبيكة نيوبيوم أخرى لفوهة وحدة خدمة أبولو. نظرًا لأن النيوبيوم يتأكسد عند درجات حرارة أعلى من 400 درجة مئوية ، فإن الطلاء الواقي ضروري لهذه التطبيقات لمنع السبيكة من أن تصبح هشة.
التنتالوم وسبائكه
المقالات الرئيسية: التنتالوم و التنتالوم § التطبيقات
التنتالوم هو أحد أكثر المواد المتوفرة مقاومة للتآكل.
تم العثور على العديد من الاستخدامات الهامة للتنتالوم بسبب هذه الخاصية ، لا سيما في المجالات الطبية والجراحية ، وكذلك في البيئات الحمضية القاسية. كما أنها تستخدم في صنع المكثفات الإلكتروليتية الفائقة. توفر أفلام التنتالوم ثاني أكبر سعة لكل حجم من أي مادة بعد Airgel ، [بحاجة لمصدر] وتسمح بتصغير المكونات الإلكترونية والدوائر. تحتوي العديد من الهواتف المحمولة وأجهزة الكمبيوتر على مكثفات التنتالوم.
إذا كان لديك أي متطلبات بخصوص المنتجات المقاومة للصهر ، يرجى الاتصال بنا ، فنحن نقدم التخصيص لجميع منتجات التنغستن والموليبدينوم وغيرها من المنتجات المعدنية المقاومة للصهر.
معلومات للتواصل:
بريد الالكتروني:mail@refrachina.com
هاتف: 86-29-85325399
فاكس: 8532561-029
