От достигнутых целей к новым горизонтам

Публикации

20.12/2016

Совершенствование технологии производства порошков для защитных покрытий и ремонта литейных форм.

Боголюбов Н.В ОАО «ПОЛЕМА». «Совершенствование технологии производства порошков для защитных покрытий и ремонта литейных форм. Производство молибденовых электродов для стекловаренных печей». (Доклад на Международном форуме «СТЕКЛО и СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ- XXI» 19.11.2014, г. Москва)

Подробнее

03.06/2011

Перспективные материалы для многофункциональных вакуумных покрытий

Приведены области применения материалов для многофункциональных вакуумных покрытий, характеристики распыляемых мишеней и испаряемых источников, используемых в технологиях физического осаждения упрочняющих, защитных, декоративных и светоотражающих покрытий, резистивных, коммутационных и прозрачных электропроводящих пленок.

Подробнее

Документы

» Главная » Продукция » Молибден » Молибденовые прутки, поковки

Молибденовые прутки, поковки

Молибден пруток

Прутки выпускаются следующих марок:

  1. молибденовые прутки и поковки М-МП (изделия идентичны по своим свойствам пруткам марки МЧ);
  2. молибденовые прутки высокой точности М99,95-МП.

Применение

Из прутков и поковок М-МП и М99,95-МП изготавливаются  элементы высокотемпературных вакуумных и водородных печей, тепловые узлы установок плавления сапфиров, элементы газовых турбин, теплообменники, электроды для плавления стекла и базальта,  и т.д. Термоэмиссионные свойства молибдена: работа выхода электронов 4,29 эв, низкие значения в вакууме скорости испарения и давления паров при 1000 – 2000 оС,  обеспечили широкое применение металла в  различных конструкциях электровакуумных приборов и в качестве термоэлектронных преобразователей энергии. Чистый нелегированный молибден, изготовленной методом порошковой металлургии PM-Mо (аналоги ПОЛЕМА: М-МП, М99,95-МП) отличается хорошими пластическими характеристиками в отожженном для снятия внутренних напряжений состоянии (СВН). Порог хрупкости Тх находится в области температур значительно ниже комнатной.  Прочность  σв РМ молибдена в состоянии СВН в области высоких температур монотонно снижается: 95-100 МПа при Т=1200 0С, 75-80 МПа при Т= 1400 0С, приблизительно 50-40 МПа при Т=1600 -1800 0С. На срок  службы молибденовых изделий влияет ползучесть и испарение металла в вакууме. Скорость испарения молибдена составляет 2,07·10-9 г/см2·сек  при Т=1727 0С; 7,3·10-8 г/см2·сек при Т=1927 0С; 5,03·10-6 г/см2·сек  при Т=2227 0С. Тем не менее, в конструкциях, работающих в статических условиях (экраны вакуумных печей) листы, прутки из молибдена М-МП и М99,95-МП, используемые, например, для оснастки тепловых узлов выращивания монокристаллов сапфиров, служат  при рабочих температурах 2000 -2100 0С.

Температура рекристаллизации молибдена: начало при 900 0С, полная рекристаллизации наступает при 1100 0С (отжиг в течение 1 ч).  В рекристаллизованном состоянии молибден хрупок при комнатной температуре. На воздухе молибден начинает окисляться при Т=400 0С, скорость окисления значительно возрастает при Т > 600 0С.   
Эти свойства чистого нелегированного молибдена определяют области его применения как жаропрочного материала.

1. Молибденовые прутки и поковки М-МП

Химический состав

Современные методы порошковой металлургии обеспечивают высокую степень чистоты молибдена по металлическим и примесям внедрения (C,N,O,H),  микроструктуру, необходимую для применения в качестве жаропрочного конструкционного материала в  электротехнике и других устройствах, работающих при экстремально высоких температурах.
Химический состав готовых прутков и поковок обеспечивается не ниже норм, установленных для исходного молибденового порошка. С 2002 года для производства изделий компания применяет преимущественно молибденовый порошок ПМ99,95.

Благодаря низкому содержанию примесей внедрения,  металлических примесей, а также мелкозернистой структуре  материала,  готовые изделия отличаются великолепными пластическими характеристиками.

При необходимости производятся изделия, соответствующие по эксплуатационным характеристикам и параметрам изделиям марки МЧ и МЧВП прутки.

Гарантированный химический  состав молибденового порошка ПМ99,95 ТУ14-22-160-2002

Марка Мо, % не менее* Химический состав, мкг/г (ppm), не более
Fe Al Ni Si Mg Na K Ca W Mn Zn C Ме**
ПМ99,95 99,95 100 30 50 50 20 30 80 40 130 10 5 40 500

*Массовая доля  Мо в порошке ПМ99,95 определяется вычитанием из 100% суммы всех металлических примесей, контролируемых методом масс-спектрометрии  с индуктивно связанной плазмой ИСП-МС (ICP-MS).

Газообразующие примеси C, O, N, H, S, F, Cl в расчетах доли молибдена не  учитываются.

** ∑Ме – сумма металлических примесей

Размеры прутков и поковок  М-МП

Горячекатаные прутки изготавливаются диаметром от 10 до 40 мм, поковки – прутки кованые, цилиндры, кубики, параллелепипеды и пластины диаметром или стороной прямоугольника от 30 до 300 мм длиной до 1500 мм с поверхностью, очищенной от окислов или механически обработанной.

Отжиг

По желанию потребителя изделия поставляются в отожженном для снятия внутренних напряжений состоянии.

Механическая обработка

Прутки и поковки по желанию потребителя поставляются со шлифованной, обточенной или фрезерованной (плоские поковки)  поверхностью, размеры и допуски на которые устанавливаются чертежами или заказом потребителя.

Микроструктура

В прутках диаметром 30 мм и менее  контролируется микроструктура. Не допускается структура полной рекристаллизации, если заказчиком не оговорены иные требования.

Гарантированные механические свойства горячекатаных прутков М-МП

Диаметр, мм Прочность  σ в,  Н/мм2 (кгс/мм2 )   Относительное удлинение, δ  %
Не менее
14,5-29 640 (65) 20
30-40 590 (60) 15

По согласованию с потребителем прутки поставляются без определения механических свойств с гарантией их соответствия  параметрам, установленным в стандарте.

2. Прутки молибденовые высокой точности М99.95-МП

Гарантированный химический состав

Марка Mo, %,
не менее*
Примеси, мкг/г (ppm), не более
O N C Fe Al Ni Si Mg Na K Ca Na W
 M 99,95-МП  99,95 70 50 100 100 30 50 50 20 30 80 40 30 130
Общее содержание металлических примесей < 500 мкг/г

* Массовая доля Mo определяется вычитанием из 100% общего содержания металлических примесей (без учета газообразующих элементов)

Доля молибдена и общее содержание металлических примесей гарантируется и определяется по желанию потребителя.

Пример химического состава прутков диаметром 20 мм*

Марка Mo,
%
Примеси, мкг/г (ppm), не более
O N C Fe Al Ni Si Mg Na K Ca Na W
 M 99,95-МП  99,97 70 20 25 35 1 8 6 0,3 2,5 < 10 40 30 130
Общее содержание примесей 275 мкг/г без учета H, C, N, O, F, P, S, Cl

* Полный анализ химического состава определен методом масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой (ICP-MS).

Способ деформации

Горячая прокатка, экструзия,  ковка или обжатие.

Форма прутков и поковок

Круглая,  прямоугольная или иного сечения.

Отделка поверхности

Прутки изготавливают очищенными от окалины химическим способом или  механически обработанными: обточенными или шлифованными. На поверхности очищенных от окалины прутков допускаются (за исключением трещин, закатов и пятен загрязнений)  местные дефекты, не выводящие прутки за предельные размеры.

Требования к шероховатости механически обработанных прутков устанавливаются в соответствии с согласованными пожеланиями заказчика. Если не оговорены иные требования, шероховатость обточенных прутков устанавливается Ra 2,5 не более, шлифованных Ra 1,25 не более.

Размеры и допуски на размеры круглых прутков  M 99,95-МП

Тип Диаметр, мм Допуски на диаметр, мм Овальность,мм не более
Шлифованные 3,18 -12,7 ± 0,05 -
> 12,7 ± 0,08 -
Обточенные >  6 -10 ± 0,18 -
> 10 -18 ± 0,21 -
> 18 -30 ± 0,26 -
> 30 -50 ± 0,31 -
> 50 -80 ± 0,37 -
> 80* ± 0,44 -
Без механической обработки, очищенные от окалины 3,18-7,14 ±0,05 0,1
>7,14-10,32 +0,25/-0,13 0,2
>10,32-15,9 +0,25/-0,13 0,3
>15,9-22,2 +0,38/-0,13 0,38
>22,2-25,4 +0,51/-0,13 0,38
>25,4-34,9 +0,51/-0,25 0,46
>34,9-38,1 +0,51/-0,38 0,51
>38,1-41,3 +0,64/-0,38 0,51
>41,3-50,8 +0,76/-0,51 0,64
>50,8-63,5 ±0,81 0,64
>63,5-82,6 ±0,81 0,69
>82,6-88,9 ±1,14 1,02

* Предельные размеры обточенных прутков диаметром более 80 мм устанавливаются соглашением сторон.

Интервалы размеров и предельные отклонения по размерам прутков установлены в соответствии с стандартом ASTM B 387

Длина прутков устанавливается в соответствии с согласованными пожеланиями потребителя.

Допуски по длине < ± 6,35 мм.

Кривизна < 1,27 мм на 305 мм длины.

Допускаемые отклонения по размерам прутков прямоугольного или иного сечения, отличного от круглого,  устанавливаются соглашением с потребителями.

Гарантированные механические свойства прутков M 99,95-МП

Диаметр, мм Прочность  σ в,  Н/мм2 Относительное удлинение δ , % Твердость по Виккерсу HV10
Не менее
3,18 –10,32 515 15 Не опр.
> 10,32 –22,2 620 18 230-280
> 22,2 –28,6 585 15 225-270
> 28,6 –47,6 515 10 215-260
> 47,6 -73 480 10 210-250
> 73 –88,9 450 10 205-240

Нормы механических свойств установлены для материала после отжига при 900 0С в течение  0,5 ч.

Термическая обработка и микроструктура

Прутки изготавливают термически обработанными – в отожженном для снятия внутренних напряжений состоянии, если заказчиком не установлены иные требования.

В микроструктуре прутков диаметром до 40 мм не допускается структура полной рекристаллизации, если заказчиком не оговорены и не согласованы с ним специальные требования к рекристаллизационному отжигу или параметрам структуры.

Примеры структуры и механических свойств  прутка М99.95-МП диаметром 20 мм

М-МП пруток. Поперечное направление
М-МП пруток. Продольное направление

Микроструктура в поперечном и продольном направлении х200
Состояние после отжига (для снятия внутренних напряжений).
Средний размер зерна 20-30 мкм.
Твердость  HV10 230 кгс/мм2
Кратковременная прочность при комнатной температуре  σв 690 N/мм2
Относительное удлинение δ 33%.
Прочность при 18000С  σв 40 N/мм2, относительное удлинение δ 17%