Металлов тугоплавких карбиды

Металлов тугоплавких карбиды 417 [c.532]

Резка металлов осуществляется сжатой плазменной дугой, которая горит между анодом — разрезаемым металлом и катодом — плазменной горелкой. Стабилизация и сжатие токового канала дуги, повышающее ее температуру, осуществляются соплом горелки и обдуванием дуги потоком плазмообразующих газов (Аг, N2, Hj, NHJ и их смесей. Для интенсификации резки металлов используется химически активная плазма. Например, при резке струей плазмы, кислород, окисляя металл, дает дополнительный энергетический вклад в процесс резки. Плазменная дуга режет коррозионно-стойкие и хромоникелевые стали, медь, алюминий и другие металлы и сплавы, не поддающиеся кислородной резке. Высокая производительность плазменной резки позволяет применять ее в поточных непрерывных производственных процессах. Нанесение покрытий (напыление) производятся для защиты деталей, работающих при высоких температурах, в агрессивных средах или подвергающихся интенсивному механическому воздействию. Материал покрытия (тугоплавкие металлы, окислы, карбиды, силициды, бориды и др.) вводят в виде порошка (или проволоки) в плазменную струю, в которой он плавится, распыляется со скоростью - 100—200 м/с в виде мелких частиц (20— 100 мкм) на поверхность изделия. Плазменные покрытия отличаются пониженной теплопроводностью и хорошо противостоят термическим ударам. [c.291]

Оксиды, нитриды и карбиды этих металлов тугоплавки температура плавления их следующая [c.84]

Изложены результаты исследования термодинамических свойств неорганических материалов — энергии Гиббса, энтальпии и энтропии образования соединении ванадия, хрома и марганца с р-элементами и закономерности их изменения в связи с положением компонентов в периодической системе элементов. Обобщены данные экспериментальных исследований и закономерности фазовых равновесий и строения диаграмм состояния в рядах систем редкоземельных металлов с германием титана и циркония в бинарных и тройных системах с тугоплавкими платиновыми металлами, тройных систем переходных металлов, в которых образуются фазы Лавеса, и тройных систем переходных металлов, содержащих тугоплавкие карбиды. Приводятся примеры использования полученных результатов при разработке новых материалов. [c.247]

Метод пропитки применяют для получения композиционного материала с внешним армированием, предназначенного для изделий, работающих на трение. Такой износостойкий материал получали методом заливки алюминиевого сплава в форму с уложенной в ней тканью из карбидов тугоплавких металлов — тантала, титана или вольфрама [163, 164]. После затвердевания структура поверхности материала представляет собой две фазы 75— 80% фазы с высокой твердостью, состоящей из карбидов и сплава матрицы. Испытания на трение показали, что армированный с поверхности тугоплавкими карбидами алюминиевый сплав 6061 имеет значительно более высокую стойкость к истиранию по сравнению с неармированным сплавом 6061, заэвтектическим алюминиевым сплавом, содержащим 18% по массе кремния, и композиционным материалом алюминий—углерод. [c.97]

Методом порошковой металлургии изготовляют различные детали из тугоплавких металлов вольфрама, тантала, ниобия и молибдена с температурой плавления выше 2000°. Что касается изделий из тугоплавких карбидов, боридов, нитридов, то они могут быть получены только методами порошковой металлургии. Температура спекания изделий из тугоплавких карбидов титана, циркония, гафния превышает 2000°, достигая 2500—2700° для карбидов нио бия и тантала. [c.74]

Зависимость теплоемкости и теплопроводности карбидов от температуры, а также их коэффициенты термического линейного расширения и удельного электросопротивления приведены в табл. 13—16. Карбиды переходных металлов лучше других тугоплавких соединений ведут себя в условиях эксплуатации при высоких температурах в вакууме. Об этом свидетельствуют более низкие значения скорости испарения и давление диссоциации металла над карбидом (табл. 17) [16], Карбиды, относящиеся к фазам внедрения, при испарении диссоциируют на металлы и углерод (например, карбиды титана, циркония, ниобия, тантала и др.). Испарение карбида хрома, в отличие от перечисленных карбидов, носит ступенчатый характер — при [c.419]

Процесс изготовления металлокерамических твёрдых сплавов в основном сводится к следующему. Шихта, состоящая из мелкого порошка карбида вольфрама или другого тугоплавкого карбида и мелкого порошка связующего вязкого металла—кобальта или никеля, прессуется в соответствующих формах и затем спекается при температуре, близкой к температуре плавления связующего металла. В процессе спекания происходит частичное или полное расплавление металла (в зависимости от количества WG и Со). Полученный материал представляет собой весьма плотный твёрдый сплав, состоящий из карбидов, сцементированных твёрдым раствором этих же карбидов в кобальте или никеле. [c.251]

Ведется разработка вопросов применения электротермического псевдоожиженного слоя для восстановления тугоплавких окислов металлов, получения карбидов и нитридов и т. д. [Л. 468]. [c.167]

Твердые сплавы получают путем спекания порошков тугоплавких карбидов и цементирующего вязкого металла. Из твердых сплавов изготовляют режущие инструменты, заготовки для волок и матриц, пластинки для оснащения горного инструмента, штампов и разнообразнейшие изделия (рис. 13). [c.243]

В триботехнике все шире применяют высокопрочные материалы керамики, тугоплавкие соединения на основе переходных металлов, композиционные материалы. При изготовлении режущего инструмента применяют твердые сплавы, состоящие из тугоплавких карбидов вольфрама, титана, тантала, соединенных металлической связкой, и быстрорежущие стали, относящиеся к классу дисперсионно-твердеющих сплавов. Два основных фактора позволяют совместно рассматривать ионное легирование перечисленных материалов. Во-первых, материалы или их компоненты, ответственные за высокую прочность, характеризуются жесткой кристаллической решеткой. Это предопределяет особенности структурных изменений при ионном легировании. Во-вторых, объем проведенных в мире исследований по легированию триботехнических материалов на основе керамик, композитов, дисперсионно-твердеющих сплавов и т. п. на сегодняшний день сравнительно невелик. [c.99]

Рассмотрены закономерности дисперсионного упрочнения ниобия, ванадия, тантала, хрома, молибдена, вольфрама и сплавов на их основе тугоплавкими карбидами, нитридами, оксидами переходных металлов четвертой группы. [c.2]

G точки зрения электронного строения и атомно-кристаллической структуры наиболее перспективными соединениями для дисперсионного упрочнения тугоплавких металлов должны быть такие, которые при диссоциации в жидком и твердом металле образуют ионы, идентичные ионам металла, с которым они взаимодействуют. Тугоплавкие карбиды, нитриды, окислы, бориды (например, Zr , HfN, V , ZrB и другие) построены из р -ионов, перекрытие орбита-лей которых приводит к сильным коротким сг-связям, играющим важную роль в образовании ОЦК структур металлов IV—VI групп. Важнейшим условием является тугоплавкость и термодинамическая устойчивость таких соединений, повышающаяся при возрастании разности электроотрицательностей неметаллического элемента (В, С, N, О) и переходного металла. [c.114]

В то же время наличие ковалентных связей у карбидов переходных металлов обеспечивает ряд свойств, характерных для ковалентных соединений. Так, эти карбиды обладают чрезвычайно высокой микротвердостью, превосходящей в большинстве случаев соответствующую величину для металла более чем на порядок (табл. 1). Для карбидов характерны и более высокие температуры плавления (исключение составляет W ). Как следует из табл. 1, в пределах данного периода температура плавления карбида при переходе от IV к VI группе уменьшается, а у соответствующих металлов, напротив, возрастает. В связи с этим существенные преимущества в тугоплавкости карбидов перед металлами проявляются для IV и, в меньшей степени, для карбидов V группы. [c.12]

Средствами порошковой металлургии решены проблемы промышленного производства изделий из особо тугоплавких металлов, весьма чистых металлов и из композиций металлов с карбидами и другими металлоподобными соединениями (окислами, стеклами, графитом и т. д.). [c.314]

Основой сплавов являются тугоплавкие карбиды (соединения металлов с углеродом), обладающие высокой твердостью, достаточными показателями износо- и жаростойкости. Эти свойства в достаточной мере сохраняются при нагреве сплавов до температуры 800—1000 °С. [c.111]

Карбидами называются химические соединения с углеродом. Примерами очень устойчивых карбидов могут служить карбиды железа, вольфрама, титана и других тугоплавких металлов. Эти карбиды не разлагаются при обыкновенных температурах ни кислотами, ни щелочами. Высокая химическая стойкость карбидов тугоплавких металлов сочетается с высокой прочностью и твердостью. Твердость карбидов таких металлов, как железо, кремний, вольфрам, титан,тантал, ниобии, ванадий, приближается к твердости алмаза (табл. 5). Карбид кремния, иначе называемый карборундом, широко используется в качестве шлифовального материала в виде самых разнообразных ваточных кругов и т. п. (см. далее 60). [c.144]

Твердофазное взаимодействие в вакууме под нагрузкой (диффузионная сварка) тугоплавких карбидов с тугоплавкими металлами исследовано в работе [48]. В табл. 18 представлены рекомендуемые на основании проведенных исследований режимы диффузионной сварки тугоплавких карбидов и металлов, т. е. режимы, при которых контактное взаимодействие становится достаточно интенсивным. [c.33]

Таблица 18. РЕКОМЕНДУЕМЫЕ ТЕМПЕРАТУРЫ ДИФФУЗИОННОЙ СВАРКИ ТУГОПЛАВКИХ КАРБИДОВ С МЕТАЛЛ.А.МИ (давление 0,5 кГ мм , время контакта 10 мин, вакуум 10 —10 мм рт. ст.)

Таблица 19. СМАЧИВАЕМОСТЬ ТУГОПЛАВКИХ КАРБИДОВ ВЫСОКОЧИСТЫМИ МЕТАЛЛАМИ И СПЛАВАМИ ЖЕЛЕЗА

Было сделано предположение, что решающую роль в формировании сил связи между покрытием и основой (для тонких покрытий) играет не механическое зацепление, а химическое взаимодействие, которое в данном случае носит донорно-акцепторный характер. Донором электронов в паре карбид циркония — тугоплавкий металл служит карбид акцепторная способность наиболее [c.351]

Металлокерамические твердые сплавы состоят из тончайших зерен карбидов тугоплавких металлов — вольфрама титана и тантала, соединенных цементирующим металлом — кобальтом. Карбиды являются основной составной частью твердых сплавов, их содержание равно 66—97%. Благодаря наличию карбидов сплавы обретают высокую твердость и износостойкость. Связующий металл придает твердому сплаву определенную прочность и вязкость. [c.57]

Углерод и углеродсодержащие газы (например СН4, СО) при высокой температуре (1200—1400° С) взаимодействуют с металлами с образованием твердых и тугоплавких карбидов ТаС (плавится при 3880°С) и КЬС (плавится при 3500°С). [c.140]

Весьма хорошие результаты получены при замене карбида вольфрама другими карбидами тугоплавких металлов, например, карбидами титана, циркония, гафния, тантала, молибдена и др. или их бинарными или тройными твердыми растворами. Созданы твердые сплавы на основе карбида титана со связкой металлом группы железа, карбида тантала и карбида ванадия с никелевой связкой и др. [c.522]

Твердыми принято считать сплавы на основе тугоплавких карбидов вольфрама и титана, а также связующих металлов кобальта и никеля. Они обладают высокой твердостью и износоустойчивостью в широком диапазоне температур от —50 до 1000°. Твердые сплавы разделяются на металлокерамические и литые. [c.96]

Тугоплавкие карбиды переходных металлов привлекают все большее внимание исследователей в связи с их применением, например, в качестве конструкционных материалов и в установках для прямого преобразования тепловой энергии в электрическую. [c.40]

Прочность тугоплавких металлрв сильно снижается при температурах выше температуры рекристаллизации. Для создания жаропрочных сплавов используются 1) деформационный механизм упрочнения, сохраняющийся до 0,35—0,45 Тпл> 2) твердорастворное легирование, эффективное до 0,5—0,65 Т л, и 3) дисперсионное твердение (до l t 3 об.% фазы) и особенно дисперсное (до 10—15 об. % фазы) упрочнение, обеспечивающее наивысшую прочность сплавов при 0,5—0,8 Тил. Максимальную прочность вплоть до 0,7—0,9 T имеют направленно кристаллизованные эвтектики тугоплавкий металл — тугоплавкий карбид (нитрид, борид). Итак, высокая температура плавления и низкая диффузионная подвижность металла служат потенциальным резервом для разработки на его основе жаропрочных, крипоустойчивых сплавов. Перспективно сочетание дисперсионного упрочнения тугоплавкими соединениями с рациональным твердорастворным легированием тугоплавкими металлами V— VI групп. Количества упрочняющей фазы и легирующего металла ограничиваются требованиями достаточно высокой технологической и конструкционной пластичности. [c.80]

В качестве модификаторов этой группы для сталей служат измельченные тугоплавкие карбиды типа W , Т1С, СоС и др., а также окись алюминия А12О3 для цветных металлов — окислы различных металлов, На и др. для чугуна — сплавы Ре с Сг, кремний (81) и др. [c.27]

Термодинамически рассмотрен процесс смачивания твердых тел исходя из концепции А. Н. Фрумкина об устойчивости тонких пленок. Рассмотрен случай, когда Ож > От. Сформулированы условия смачивания металлом тугоплавких соединений типа окислов, нитридов и карбидов. Сконструирована установка, позволяющая оценить характер изменения натяжения жидких пленок с толщиной на поверхности твердого тела. Полученные экспериментальные результаты для некоторых систем качественно подтверждают развитые представления. Применительно к процессу пропитки или жидкофазного спекания проведенный анализ позволяет сформулировать два возможных механизма образования мета-стабильных смачиваюшлх пленок или растекания — с затратой энергии на образование пленки металла конечной толщины и безактивационное смачивание. Аналогично рассмотрен процесс перехода границы раздела металл — твердое или металл — газ тугоплавкими частицами. Рис. 2, библиогр. 11. [c.229]

При сварке хромоникелевых нержавеющих и жароупорных сталей необходимо учесть следующие их особенности а) хром интенсивно соединяется с кислородом, образуя тугоплавкий окисел Сг20 , б) хром образует устойчивые карбиды СГ3С2 и СгцС. сильно снижающие антикоррозийные свойства металла выделение карбидов из аустенита проходит в интервале температур 600—800° С, и чем больше содержание углерода в металле, тем благоприятнее условия их выделения. Наличие в металле титана и ниобия предохраняет его от выпадения карбидов хрома в) теплопроводность нержавеющих и жароупорных сталей в 3—4 раза меньше, чем малоуглеродистых, а коэфициент линейного расширения значительно выше, что вызывает местные перегревы и повышает внутренние напряжения. [c.428]

В электрич. И К-н злучателях накаливаемый током нагреватель (нихромовая или вольфрамовая спираль) помещается в излучающую обо, ючку из кварцевого стекла (Р = 0,5—5 кВт, Г до 1400 К), керамики (/>=0,1 —1,2 кВт, Т цо 1300 К), жароупорной стали (трубчатый электронагреватель, Р = С1,05— 25 кВт, 7 =400—1000 К) либо излучает са.мо тело накала, изготовляемое в виде ленты, спирали, стержня, трубы и т. д. из тугоплавких металлов (W, Мо, Та, Pt и др.) или проводящих немегаллич. материалов (графит, тугоплавкие карбиды и окислы металлов). Графит [возгоняется при 7 =3640 К, е(М=ОЛ —0,9 и металлы, напр. W [плавится при Г=3650 К, е(л>1 мкм)= = 0,4—0,1, е( >0,25 ыкм)=0,5—0,4], вследствие большой хим. активности при рабочих темп-рах Г=1800— 3200 К могут использоваться только в вакууме или инертной газовой среде (за исключением Pt). Перечисленные источники ИК-излучения применяются в теплофиз. исследованиях и для промыхпл, термообработки материалов. [c.221]

К третьей группе элементов можно отнести Ti, Zr, Се, Са, Mg, В и др. Эти элементы характеризуются высокой химической активностью, почти целиком расходуются на образование тугоплавких карбидов, сульфидов, оксидов, нитридов, которые могут служить зародышами в процессе последующей кристаллизации и повышать дисперсность. металлической основы. Более того, элементы этой группы Mg, Са, Се и др. редкоземельные металлы (РЗМ) в.чодят в состав лигатур для модифицирования чугуна с целью получения графита вермнкулярной или шаровидной формы. [c.70]

Швы с аустенито-карбидной структурой, например типа ЭА-4ВЗБ2, за счет выделения карбидной фазы на базе тугоплавких карбидов ниобия, имея в исходном состоянии относительно невысокий уровень ударной вязкости (6 кгс-м1см ), сравнительно мало меняют его после длительного старения (рис. 117, а). После выдержек до 5000 ч в интервале температур 600—700° С ударная вязкость металла шва не падает ниже 3—4 кгс-м1сл1. . Данные составы сравнительно мало изменяют свои свойства и после проведения аустенитизации. Исследование их фазового состава показало [48], что исходное содержание второй фазы в количестве 2—3%, состоящей преимущественно из простых кар-видов ниобия, мало меняется после длительных выдержек. [c.227]

Прогнозирование формы упрочняющей фазы в какой-либо эвтектике до сих пор затруднено. Наилучшая классификация эвтектических микроструктур, предложенная Хантом и Джексоном [25], основана на использовании характеристик кристаллизации составляющих эвтектику фаз. Эта характеристика представляет собой скрытую теплоту плавления, деленную на температуру плавления (в К), т. е. энтропию плавления. Если энтропия плавления фазы меньше 2R, где R — газовая постоянная, то можно предсказать, что поверхность раздела меноду твердой и жидкой фазами будет неограненной в атомном масштабе. Металлы и большинство сплавов входят в эту группу. Для материалов, имеющих энтропию плавления больше 2R, было предсказано, что поверхность раздела будет гладкой или кристаллографически ограненной в атомном масштабе. Металлоиды, карбиды и некоторые соединения попадают в эту группу. Таким образом, двойные эвтектики обычно разделяют на три группы неограненные — неограненные, неограненные — ограненные и ограненные — ограненные, полагая, что каждый компонент будет затвердевать в процессе совместного эвтектического роста таким же образом, как это происходит при кристаллизации отдельно взятой фазы. К первой группе принадлежит большинство систем, представленных в табл. 1, в том числе Ni—Сг, Ni—W, NiAl— r и другие. Неограненные — ограненные системы, которые показали неожиданно большую область совместного роста двух фаз, состоят из монокарбида тугоплавкого металла или карбида хрома (Сг,Сз) и никелевой или кобальтовой матрицы [41]. [c.114]

Из физико-химических принципов упрочнения для тугоплавких металлов наиболее важными оказываются твердорастворное упрочнение металлической основы и повышение ее прочности дисперсными частицами. Твердорастворному упрочнению ОЦК металлов в области высоких температур способствует легирование более тугоплавкими металлами, повышающими температуру плавления и электронную концентрацию сплава. Наиболее эф )ективным оказалось дисперсное упрочнение тугоплавких металлов высокопрочными карбидами, нитридами, оксидами, боридами металлов IV—V групп, обладающих наивысшими характеристиками термодинамической стабильности и прочности. Рациональной основой для разработки жаропрочных сплавов могут служить тройные системы металл V, VI групп — металл IV группы—элемент внедрения, где металл V—VI групп представляют основной компонент, а тугоплавкое соединение MeivX — упрочняющую фазу, образующую с ним квази-бинарную эвтектическую систему. Переменная растворимость соединения в матрице позволяет реализовать путем термической обработки дисперсионное упрочнение деформируемых сплавов, а при [c.4]

Химическая связь в тугоплавких карбидах/ нитридах, окислах и боридах переходных металлов. Легкие элементы — углерод, азот, кислород, водород, бор и другие, растворяясь в металлах, размещаются в междоузлиях решетки и образуют растворы внедрения. По аналогии соединения переходных металлов также стали считать фазами внедрения 195]. Такой интерпретации карбидов, нитридов, окислов отвечала, казалось бы, их металлическая проводимость, а также близость расстояний металл—металл в этих соединениях и в соответствующих металлах. Так, экспериментальные данные о том, что в металлических растворах внедрения атомы углерода, азота, кислорода, бора и водорода теряют электроны и превращаются в катионы малого радиуса, были без доста- [c.85]

Отсюда следует, что наиболее эффективно дисперсионное упрочнение металлов IV—VI групп тугоплавкими карбидами, нитридами, окислами и боридами титана, циркония, гафния и тория, полностью диссоциирующими в расплавах и имеющими определенную растворимость в твердых металлах, уменьшающуюся с понижением температуры. [c.114]

Эффект дисперсионного упрочнения тугоплавких высоковалентных металлов IV—VI групп достигается только при использовании наиболее термодинамически прочных и самых тугоплавких карбидов, нитридов и окислов. При этом собственные карбиды, нитриды и окислы металл а-растворителя недостаточно устойчивы и не обеспечивают высокого уровня дисперсионного упрочнения. В расплав необходимо вводить карбиды, нитриды, окислы или бориды более электроположительных металлов, образующих термодинамически более прочные соединения. Ранее было показано, что наиболее вы- [c.121]

Термическая обработка — гомогенизирующий отжиг и старение — деформированных сплавов приводит к выделению из раствора дисперсных равноосных частиц этих тугоплавких карбидов, нитридов, боридов и окислов, наиболее эффективно повышающих жаропрочность при сохранении достаточной пластичности. Избыточные выделения кубических карбидов и нитридов со структурой типа Na l при отжиге сфероидизируются, что способствует повышению пластичности. Таким образом, увеличение различия электронного строения и электроотрицательностей металлов ведет к более сильному различию энергии образования их соединений, что и приводит к выделению из металла-основы MeV.vi-viii наиболее устойчивого соединения Me X , [c.153]

В качестве эвтектических композитов изучались некоторые сплавы тугоплавких металлов с карбидами, например Сг—СгадСе, Мо—М02С, V—V2 , Nb—Nba , Та—Та С [18, 37, 38]. Направленно кристаллизованные двойные эвтектики, содержащие около 30 об.% [c.172]

В статье Кэмпбелла с сотрудниками [913] перечислены материалы, которые могут годиться для нанесения высокотемпературных покрытий. Ряд таких металлов, как тантал, ниобий, иир коний и торий, плавится при температурах выше 1700° С и, как правило, обладает достаточной пластичностью, но отличается плохим сопротивлением окислению. Существует много тугоплавких карбидов (например, ТаС, Zr , Nb , Ti , W2 , М02С, Si ), но обычно они слабо противостоят окислению и уступают по своей пластичности металлам. То же самое относится к нитридам и боридам. Как уже отмечалось, обоим требованиям частично отвечают силициды. Большую пользу приносят некоторые окислы (АЬОз, СгоОз и Si02), обеспечивающие хорошую защиту от окисления. [c.396]

Подобно титану, цирконий активно поглощает кислород, азот и водород. Растворимость кислорода в цирконии достигает 40% (атомн.) [10,6% (вес.)]. Между тем при содержании более 0,2% кислорода металл не поддается механической обработке. Растворимость азота в цирконии составляет около 20% (атомн.). Механические и коррозионные свойства чистого циркония сильно зависят от содержания в нем азота. В а-цирконии растворяется до 5% (атомн.) 1Водорода, в -цирконии растворимость выше. Присутствие водорода в цирконии, даже около 0,003%, заметно снижает ударную вязкость металла. Углерод, окись и двуокись углерода реагируют с цирконием при высоких температурах с образованием тугоплавкого карбида Zr (температура плавления 3530° С). Примесь углерода незначительна влияет на механические свойства циркония, однако ухудшается коррозионная стойкость его в воде при высоких температурах. [c.309]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...