Конструкционные материалы. Основные требования, предъявляемые к конструкционным материалам, страница 4

МЧ — молибден чистый, без присадок, содержание примесей не более 0,08%. Используется для изготовления сеток и катодов некоторых электровакуумных приборов. Применяется в качестве керна для навивки спиралей. Из жести изготавливают аноды некоторых типов генераторных ламп и держатели для катодов и сеток мощных генераторных ламп.

МК — молибден кремнистый, с присадками оксида кремния 0,04…0,08%, содержание примесей не более 0,08%. Материал присадки обеспечивает большую прочность молибдена после температурной обработки. Используется для деталей, подвергающихся нагреву до температур выше 1200 °С (керны оксидных катодов некоторых газоразрядных приборов, вводы в кварцевое стекло).

МБ — молибден с присадкой бора, которая повышает пластические свойства; применяется для изготовления деталей штамповкой (держатели катода и сеток для мощных генераторных ламп и др.).

МС — молибден с присадкой кобальта, отличается более стабильным удлинением после отжига, находит применение для изготовления сеток электровакуумных приборов и других проволочных деталей.

МРН — молибден разного назначения, не содержащий присадок, имеющий несколько повышенный процент примесей, до 0,1%. Используется, для деталей, не требующих применения специальных сортов молибдена (керны для навивки спиралей из вольфрама и др.).

Кроме указанных основных областей применения, молибден используется в качестве нагревательных элементов в вакуумных и водородных печах, тепловых экранов в различных нагревательных устройствах. Из молибдена делают элементы крепежа (винты, заклепки, крючки), работающие в условиях больших тепловых нагрузок.

При изготовлении различных узлов из молибдена следует учитывать его плохую свариваемость методом контактной сварки. Для получения надежных соединений применяют прокладочный материал в виде покрытий или тонкой фольги из никеля, с которым молибден образует легкоплавкое соединение, а также из тантала и ниобия.

Тантал и ниобий. Основные физические свойства тантала и ниобия приведены в табл. 4. Сравнивая эти металлы, близкие между собой по многим свойствам, можно отметить, что тантал обладает относительно большой плотностью и в два раза тяжелее ниобия, оба металла имеют низкую скорость испарения и могут быть использованы в качестве высокотемпературных элементов в приборах. Общим для них является большое значение удельного электрического сопротивления (почти в три раза выше, чем у вольфрама) и сравнительно малое значение работы выхода. Тем не менее тантал и ниобий находят ограниченное применение в качестве эмитирующих материалов из-за исключительной активности этих металлов к кислороду. Тантал и ниобий хорошо свариваются контактной сваркой между собой и с другими металлами.

Таблица 4

Основные физические свойства тантала и ниобия

Примечание: В скобках указана температура (°С), при которой получено данное значение.

Механические свойства этих металлов характеризуются высокой пластичностью даже при комнатной температуре. Но, несмотря на это качество, эти металлы не обладают дуктильными свойствами, т. е. с трудом подвергаются глубокой вытяжке и протяжке, если они в форме проволок с малым диаметром. Объясняется это тем, что в отличие от других металлов тантал и ниобий при механической обработке упрочняются незначительно (до 20%). Положительной стороной малого упрочнения является возможность получения проката этих металлов в виде тонкой фольги (до 10 мкм) без промежуточного отжига.

Механическая прочность тантала и ниобия при высоких температурах гораздо меньше, чем у вольфрама и молибдена; Объясняется это значительным ростом кристаллов, приводящим к хрупкости металла. Повышение механической прочности тантала при высоких температурах может быть достигнуто за счет увеличения содержания в нем углерода.

По своим химическим свойствам тантал и ниобий близки к благородным металлам. Нагрев на воздухе при температуре выше 450 °С приводит к окислению тантала, при этом он становится хрупким. Окисление ниобия начинается при 200 °С, а особенно заметно при 600…650 °С. Оксиды обоих металлов отличаются высокой прочностью и тугоплавкостью.