Вольфрамовый лист: технические характеристики и применение
Вольфрамовый лист - это плоский прокат из технически чистого вольфрама (марки ВА, ВМ, ВР) или его сплавов, получаемый методом горячей и холодной прокатки с последующей термообработкой. Материал характеризуется высокой плотностью (от 19,2 до 19,4 г/см), температурой плавления 3422 C и низким коэффициентом термического расширения. Вольфрамовые листы применяются в условиях экстремальных тепловых нагрузок, агрессивных сред и высоких механических напряжений.
Технические параметры и сортамент
Вольфрамовые листы поставляются в диапазоне толщин от 0,1 до 50 мм, шириной от 100 до 600 мм и длиной от 200 до 1000 мм. Предел прочности при растяжении составляет от 500 до 1000 МПа в зависимости от толщины и режима термообработки. Твёрдость по Виккерсу (HV) варьируется от 350 до 450 единиц. Шероховатость поверхности (Ra) не более 3,2 мкм. Допуски по толщине соответствуют классу точности IT12IT14.
| Толщина, мм | Ширина, мм | Длина, мм | Предел прочности, МПа | Твёрдость HV |
|---|---|---|---|---|
| от 0,1 до 0,5 | от 100 до 300 | от 200 до 500 | от 800 до 1000 | от 400 до 450 |
| от 0,6 до 2,0 | от 150 до 400 | от 300 до 800 | от 600 до 800 | от 370 до 420 |
| от 2,1 до 10,0 | от 200 до 600 | от 400 до 1000 | от 500 до 700 | от 350 до 400 |
Основные марки и их особенности
- ВА вольфрам с добавками алюминия (0,10,5 %), повышенная жаропрочность до 2500 C, применяется в нагревателях вакуумных печей.
- ВМ вольфрам с молибденом (0,51,0 %), улучшенная обрабатываемость и стойкость к окислению, используется в электродах для сварки.
- ВР вольфрам с рением (15 %), высокая пластичность и сопротивление ползучести, востребован в термопарах и рентгеновских трубках.
- Чистый вольфрам (99,95 % W) максимальная плотность и теплопроводность (от 170 до 200 Вт/(мК)), применяется в мишенях для распыления.
Области применения
Вольфрамовый лист востребован в отраслях, где требуется сочетание высокой температуры плавления, стойкости к эрозии и радиационной защиты:
- Авиакосмическая промышленность тепловые экраны, сопла ракетных двигателей, элементы газодинамических трактов.
- Металлургия тигли для вакуумной плавки, нагреватели высокотемпературных печей, экраны зон отжига.
- Электроника и вакуумная техника аноды, катоды, подложки для мощных генераторных ламп и рентгеновских трубок.
- Медицинское оборудование коллиматоры, защитные экраны для линейных ускорителей и гамма-установок.
- Химическая промышленность футеровка реакторов, работающих в среде расплавленных солей и кислот при температурах до 800 C.
Особенности обработки и эксплуатации
Вольфрамовый лист обладает низкой пластичностью при комнатной температуре, поэтому гибка и резка выполняются в нагретом состоянии (от 300 до 500 C). Сварка возможна только в среде инертных газов (аргон, гелий) с предварительным подогревом. При температурах выше 400 C на воздухе материал активно окисляется, поэтому эксплуатация в окислительной среде требует защитных покрытий или вакуума. Рекомендуемая рабочая температура в вакууме до 2500 C, в инертной атмосфере до 2000 C.
Вопросы и ответы
Какие допуски по толщине у вольфрамового листа?
Для листов толщиной от 0,1 до 2 мм допуск составляет 0,05 мм, для толщин от 2 до 10 мм 0,1 мм, для толщин от 10 до 50 мм 0,2 мм.
Можно ли использовать вольфрамовый лист в контакте с медью при высоких температурах?
При температурах выше 1000 C вольфрам и медь образуют эвтектику с температурой плавления около 1080 C, что приводит к разрушению. Для разделения слоёв применяют молибденовые или танталовые прослойки.
Какой метод резки вольфрамового листа предпочтителен?
Для толщин до 2 мм используется лазерная резка в среде аргона, для толщин от 2 до 10 мм гидроабразивная резка, для толщин свыше 10 мм электроэрозионная обработка.
Какой коэффициент термического расширения у вольфрамового листа?
Коэффициент линейного расширения составляет от 4,5 до 4,8 10 K в диапазоне от 20 до 1000 C, что близко к значениям для молибдена и кремния.