02.06/2021
ПОЛЕМА: производство геттеров для проекта ЦКП "СКИФ"
Изучение газопоглощающих свойств геттерных насосов по различным газам
19.09/2018
ПОЛЕМА: передовые разработки для экстремальных температур и агрессивных сред
«ПОЛЕМА» выводит на рынок новые материалы, которые показывают стабильность физико-механических характеристик при температурах, критичных для традиционных материалов.
Молибденовые прутки, поковки
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 σв, 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 | ||
| M99,95-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 | ||
| M99,95-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 M99,95-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 M99,95-МП
| Диаметр, мм | Прочность σв, 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
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%
