Молибден

Молибден относится к группе тугоплавких, жаропрочных металлов. Кристаллическая решетка молибдена — объемноцентрированный куб. Плотность молибдена 10,3 г/см3, температура плавления — 2627° С. Для легирования молибдена используют титан, цирконий, ниобий, ванадий, кобальт, рений, вольфрам, хром, кремний, алюминий и др.

Температура рекристаллизации нелегированного молибдена около 1000° С, а полная рекристаллизация молибденовых сплавов происходит при температуре 1400—1500° С. Температура рекристаллизации повышается при легировании добавками, имеющими больший, чем у молибдена, атомный радиус (цирконий, ниобий).

Высокие температуры плавления и рекристаллизации обусловливают применение молибдена и его сплавов в качестве конструкционных материалов для изготовления деталей машин, работающих при высоких температурах.

Молибден применяют в электротехнической, электронной, химической, керамической и стекольной промышленности. Высокая прочность при повышенных температурах позволяет использовать его в летательных аппаратах. Из молибдена и его сплавов изготовляют сопловые вставки реактивных двигателей, стабилизаторы пламени, обшивки самолетов, турбинные лопатки и др.

Высокая прочность молибдена на растяжение имеет важное значение для лопаток, а высокое сопротивление сжатию — для каркаса и обшивки самолета.

Вследствие малого сечения поглощения тепловых нейтронов (2,4 барн) молибден может быть использован в качестве конструкционного металла для высокотемпературных реакторов. Высокая износостойкость и теплопроводность молибдена при повышенных температурах дает возможность изготовлять из него формы для отливки металлов под давлением. Стойкость молибденовых форм при отливке латунных изделий почти в 4 раза выше по сравнению с лучшей сталью. При изготовлении цельнотянутых стальных труб оправки из легированной стали выдерживают 20 циклов, а из молибдена—до 650 циклов.

Высокая прочность молибдена объясняется процессами старения, влияющими на повышение длительной прочности (до 23,2 кг/мм2). По кратковременному пределу прочности лучшим является сплав, содержащий 25% ванадия, 0,1% циркония, 0,05% углерода. У этого сплава после упрочнения предел прочности при 1315° С достигает 52 кг/мм2.

Высокая твердость молибденовых сплавов при повышенных температурах достигается добавками кремния, кобальта, железа.

Исходным материалом для изготовления поковок служат спеченные заготовки, прессованные прутки, слитки. Спрессовыванием порошка и последующим спеканием изготовляют заготовки сечением 38 X 38 мм, длиной до 750 мм. Прессованные прутки применяют диаметром до 150 мм.

Слитки изготовляют дуговой вакуумной плавкой в медных водоохлаждаемых кристаллизаторах, а также плавкой в индукционных печах. Диаметр слитков до 457 мм, длина до 1500 мм при весе до 1000 кг. Качество слитка во многом зависит от величины газонасыщенности металла. Высокая способность молибдена к газонасыщению часто является причиной внутренней пористости металла, особенно для слитков, полученных дуговой плавкой.

Высокая активность молибдена к соединению с кислородом приводит к образованию в литом металле окислых пленок. Недостаточная степень раскисления может привести к разрушению слитка при ковке. Высокой чистоты металла добиваются электромагнитным перемешиванием расплава или 2—3-кратной переплавкой.

Вредной примесью является также азот, который при температуре выше 1600° С образует нитриды. Содержание кислорода не более 0,0001—0,002%, а азота 0,001— 0,002% допускает обработку вхолодную.

Макроструктура литого металла состоит преимущественно из столбчатых кристаллитов. Крупнозернистость структуры литого молибдена и расположение на границах зерен примесей и легкоплавких окислов резко снижают пластичность.

8 Ноябрь 2015 Опубликовано в Мастер-класс

Прокомментировать