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材料

钨的特性

在所有金属中,钨的熔点最高,热膨胀系数较低,密度较高。

值得一提的是,其具有良好的电导率和优异的热导率。钨的这些特性比钼更加显著。

有关钨材料的所有信息

物理特性

钨有哪些物理特性?

钨的物理特性会随温度变化。下图显示了最重要尺度的曲线对比:

  • 难熔金属的蒸汽压
  • 钨和钼的线性热膨胀系数
  • 钨和钼的热容
  • 钨和钼的电阻率
  • 钨和钼的热导率
  • 与温度有关的钨发射率值

图表(右上方)总结了在文献中可用的与温度有关的钨发射率值(显示为蓝色散射带)。可以在散射带的上端找到 Plansee 样品在典型交付条件下的发射率实验测量值。

机械特性

钨有哪些机械特性?

钨的机械特性与钼相似。与钼一样,这些特性取决于试验温度。钨的熔点高达 3420℃,
是所有金属中熔点最高的金属,
并且它具有高弹性模量和很强的耐热性及抗蠕变性。

Plansee 可优化材料纯度,确定合金成分的类型和数量,以及通过定向热机械处理(变形与加热处理结合)改变材料的微观结构。因此,我们能够为各种应用提供定制的机械特性。

  • 在试验温度下,钨弹性模量与其他难熔金属弹性模量的对比图。

优化钨的延展性

与钼一样,钨具有体心立方晶格,也因此具有相同的脆韧转变特征。通过成形和合金炼制可降低脆韧转变温度。该材料的会强度随着变形度的增加而增加。不过,与其他金属不同的是,这还会增加钨的延展性。用于提高钨整体延展性的主要合金元素是铼。

掺杂 (Doping):

“Doping”一词来源于拉丁语“Dotare”,意思是“掺杂”。在冶金领域,“掺杂 (doping )”是指加入一种或者多种以微克计量的合金元素。也常用“微合金化 (Microalloying)”术语表示。在掺杂过程中加入的合金含量可达到数百微克 ([mg]/g)。掺杂量常以 ppm 为单位(ppm 按重量计)。缩写“ppm”表示“百万分之几”,即 10-6

如果打算在高温下使用钨,应考虑该材料的再结晶温度。对于钨材料,其延展性和材料强度随再结晶程度的升高而降低。掺杂少量氧化物颗粒或气泡(如氧化镧或氧化铈)可提高钨的再结晶温度和抗蠕变性。变形程度越高,对氧化物的影响越大,氧化物也会因热机械处理而变细。

下表列出了钨基材料在不同变形程度时的再结晶温度:

 

材料 100% 再结晶温度 [℃](退火时间:1 小时)
  变形程度 = 90% 变形程度 = 99.99%
钨(纯) 1350 -
WVM - 2000
WL10 1500 2500
WL15 1550 2600
WRe05 1700 -
WRe26 1750 -
WC20 1550 2600

 

  • 钨钼板材在应力消除和/或再结晶条件下 0.2% 的典型屈服强度值(薄板厚度:钨 = 1 mm/钼 = 2 mm)
  • 钨钼板材在应力消除和/或再结晶条件下的典型抗拉强度值(薄板厚度:钨 = 1 mm/钼 = 2 mm)
  • 钨钼棒材在应力消除和/或再结晶条件下 0.2% 的典型屈服强度值(直径:25 mm)
  • 钨钼棒材在应力消除和/或再结晶条件下的典型抗拉强度值(直径:25 mm)

钨的机械加工性

对钨进行机加工需要真实感受该材料。弯制或折叠等无屑成形工艺通常必须在高于脆韧转变温度的条件下进行。钨的这一温度比钼要高。待加工的板材越厚,所需的预热温度就越高。与折叠操作相比,板材切割和冲孔需要更高的预热温度。对钨采用机加工工艺十分困难。我们使用氧化镧的钨合金比较容易进行机加工。然而,工具磨损程度仍然十分严重,并且钨有可能出现崩刃。

如果您对难熔金属的加工有任何问题,我们很乐意利用我们的多年经验为您提供帮助。

化学特性

钨有哪些化学特性?

钨在相对湿度低于 60% 时具有耐腐蚀性。在较潮湿的空气中,钨会开始变色,不过没有钼那么明显。即使在极高温下,玻璃熔体、氢气、氮气、惰性气体、金属熔体和氧化物陶瓷熔体基本上对钨没有腐蚀性,前提是它们不含氧化剂。

下表列出了钨的耐腐蚀性能。除非另有说明,否则这些规格仅适用于未混有空气或氮气的纯溶液。微小浓度的化学活性杂质会显著影响钼的耐腐蚀性能。如果您有关于复杂腐蚀相关话题的任何问题,我们很乐意利用我们的经验和内部腐蚀实验室为您提供帮助。

  • 钨的腐蚀性能

    钨在相对湿度低于 60% 时具有耐腐蚀性。在潮湿的空气中,钨开始出现褪色现象。不过,与钼相比,这种现象不太明显。即使在非常高的温度下,玻璃熔体、氢气、氮气、惰性气体、金属熔体和氧化物陶瓷熔体基本上对钨没有腐蚀性,前提是它们不含氧化剂。

    下表列出了钨的耐腐蚀性能。除非另有说明,否则这些规格仅适用于未混有空气或氮气的纯溶液。微小浓度的化学活性杂质会显著影响钼的耐腐蚀性能。如果您有关于复杂腐蚀相关话题的任何问题,我们很乐意利用我们的经验和内部腐蚀实验室为您提供帮助。

    介质 耐腐蚀  (+),不耐腐蚀 (-)
       
    冷水和温水< 80 °Cd> +  
    > 80℃ 的热水,已除气 +  
       
    氢氟酸 (HF) +
    < 100 °Cd>
    盐酸 (HCI) +  
    磷酸 (H3PO4) + < 250 °Cd>
    硫酸 (H2SO4) + < 70%, < 190 °Cd>
    硝酸 (HNO3) +  
    王水 (HNO3 + 3 HCl) + < 30 °Cd>
    有机酸 +  
    碱液    
    氨溶液 (NH4OH) +  
    氢氧化钾 (KOH) + < 50%, < 100 °Cd>
    氢氧化钠 (NaOH) + < 50%, < 100 °Cd>
    卤素    
    氟 (F2) -  
    氯 (Cl2) + < 250 °Cd>
    溴 (Br2) + < 450 °Cd>
    碘 (I2) + < 450 °Cd>
    非金属    
    硼 (B) + < 1200 °Cd>
    碳 (C) + < 1200 °Cd>
    硅 (Si) + < 900 °Cd>
    磷 (P) + < 800 °Cd>
    硫 (S) + < 500 °Cd>
    气体*    
    氨 ( NH3) + < 950 °Cd>
    一氧化碳 (CO) + < 1400 °Cd>
    二氧化碳 (CO2) + < 1200 °Cd>
    碳氢化合物 + < 1200 °Cd>
    空气和氧气 (O2) + < 500 °Cd>
    惰性氣體 (He, Ar, N2) +  
    氢气 (H2) +  
    *必须特别注意气体的露点。潮湿会导致氧化。
    熔体    
    玻璃熔体* + < 1700 °Cd>
    铝 (Al) +
    < 700 °Cd>
    铍 (Be) -  
    铋 (Bi) + < 1400 °Cd>
    铈 (Ce) + < 800 °Cd>
    铜 (Cu) + < 1300 °Cd>
    镓 (Ga) + < 1000 °Cd>
    金 (Au) + < 1100 °Cd>
    铁 (Fe) -  
    铅 (Pb) + < 1100 °Cd>
    锂 (Li) + < 700 °Cd>
    镁 (Mg) + < 1000 °Cd>
    汞 (Hg) + < 600 °Cd>
    镍 (Ni) -  
    钚 (Pu) + < 700 °Cd>
    钾 (K) + < 1200 °Cd>
    铷 (Rb) + < 1200 °Cd>
    钐 (Sm) + < 800 °Cd>
    钪 (Sc) + < 1400 °Cd>
    银 (Ag) +  
    钠 (Na) + < 600 °Cd>
    锡 (Sn) + < 980 °Cd>
    铀 (U) + < 900 °Cd>
    锌 (Zn) + < 700 °Cd>
    炉体结构材料    
    氧化铝 (Al2O3) + < 1900 °Cd>
    氧化铍 (BeO) + < 2000 °Cd>
    石墨 (C) + < 1200 °Cd>
    氧化镁 (MgO) + < 1600 °Cd>
    碳化硅 (SiC) + < 1300 °Cd>
    氧化锆 (ZrO2) + < 1900 °Cd>

    钨的腐蚀行为

联系方式

如果您有任何问题,或者正在寻找适合您应用的材料成分,欢迎联系我们!

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钨材料手册和数据表

您想详细了解关于钨及其合金的信息吗?请在此处查看我们的材料手册和产品数据表。

材料手册:钨
产品数据表:钨
产品数据表:钨铼
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