Файл: Копецкий, Ч. В. Структура и свойства тугоплавких металлов.pdf

193

1-94

этом в сплавах находится повышенное количество угле­ рода: от 0,025 до 0,1%. Иногда используют дополнитель­ ное легирование цирконием или ванадием.

Третья группа сплавов представляет собой ниобий, легированный от 1 до 7% Zr, содержащий дополнитель­ но добавки элементов V группы —до 5% V, либо до 32% Та или добавки элементов IV группы —до 7% Ті, либо комплексную добавку гафния с титаном (сплав WC-103). Содержание углерода при этом поддерживается на до­ статочно низком уровне — ниже 0,1% (по массе).

ТАНТАЛ И ЕГО СПЛАВЫ

Нелегированный тантал

Механические свойства тантала достаточно хорошо изучены. При комнатной температуре тантал высоко рластичен. Предел прочности тартала при комнатной

195

температуре меняется от 190 (19) до 1260 МН/м2 (126

предел прочности высокочпстого тантала электроннолу­ чевой плавки (0,0016% О; 0,001% N; 0,00014% Н и

0,003% С) в рекристаллизованном состоянии равен 194— 234 МН/м2 (19,4—23,4 кгс/мм2). Тантал, полученный ме­ тодом порошковой металлургии, имеет знач.нтель'но боль­ ше примесей внедрения (например, 0,0056% О; 0,013% N и 0,02% С) и одновременно более мелкое зерно. Он имеет предел прочности в рекристаллизованном состоя­ нии 270—460 МН/м2 (27—46 кгс/мм2). Пластичность в обоих случаях находится на уровне 6= 40-^50% и і|;= = 85 -f-90%. Холодный наклеп поднимает предел проч­ ности до значений 700—800 МН/м2 (70—80 кгс/мм2) при

Рис. 85. Предел прочности при растяжении тантала различ­ ной степени чистоты в зависимости от температуры:

прокатке и до 1260 МН/м2 (126 гопс/мм2) при волочении [70]. Зависимость механических свойств тантала от чистоты и условий получения сохраняет­ ся и в случае испытаний его при повышенных темпе­ ратурах (рис. 85) [119]. Особенно сильно она сказыва­ ется в интервале от 0 до 800°С. Нижние значения преде­ ла прочности на рисунке относятся к образцам электрон-

196

нолучевой или электроннолучевой зонной плавки. Б середине заштрихованной области находятся значения предела прочности образцов тантала, полученных мето­ дом порошковой металлургии с использованием двой­ ного спекания в вакууме. Сверху заштрихованная об­ ласть, отвечающая разбросу значений предела прочно­ сти тантала в зависимости от условий получения и чис­ тоты, ограничена значениями, относящимися к образцам, полученным вакуумной дуговой плавкой или методами порошковой металлургии. Чистота тантала и условия его получения не сказываются на его механических свойст­ вах в интервале температур, начиная от 1Ѳ00°С и выше; практически все образцы показали весьма близкие зна­ чения предела прочности, а также показателей пластич­ ности [119].

Характерной особенностью технически чистого тан­ тала является очень интенсивное деформационное ста­ рение в интервале от комнатной температуры до 500°С при испытании на растяжение. Очень сильное старение наблюдается у металлокерамического тантала. У танта­ ла электроннолучевой плавки оно значительно меньше. Предполагается, что при 50°С интенсивность деформа­ ционного старения связана с примесями углерода и кис­ лорода, а при 400°С — с примесями азота. В соответст­ вии с этим на кривой зависимости предела прочности от температуры наблюдают два максимума: .при 50 и 400°С [119].

Подробно изучена длительная прочность и ползучесть тантала. Эти характеристики также во многом зависят от условий опыта (состояния образца, атмосферы, в ко­ торой проводили испытания), метода получения образцов

^и термомехашіческой обработки, которой был подвергнут оібразец. Так, в зависимости от того, проводили ли ис­ пытания в инертной атмосфере или в вакууме, напряже­ ния, необходимые для достижения 1%-ной деформации тантала в течение 24 ч при 1000°С, меняются в пределах от 47 (4,7) до 62,5 МН/м2 (6,25 кгс/мм2) [70].

Чистый тантал имеет при высоких температурах очень низкое сопротивление ползучести и малую длительную

прочность: с * составляет всего 7 МН/м2 (0,7 кгс/ /мм2) [70]. Примеси азота существенно повышают эти характеристики. Так, Гемпел [124] отмечает, что увели­ чение содержания азота в тантале электроннолучевой

197

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1.Second International Conference on the Strength of Metals and Alloys, V. I, ASM. Confer. Proceedings, 1970. 382 p.

5.Актуальные вопросы теории дислокаций. Пер. с англ. М., «Мир», 1968,. 312 с. с ил.

15.F l e i s c h e r R. L. — «Acta metallurgies», 1962, v. 10, p. 835; ■1967, V. 15, № 9, p. '1513—1619.

199