Aleaciones de tungsteno
Característica
Tungsteno: traducido del alemán como "espuma de lobo", un elemento del grupo VI de la tabla de
| Número atómico W | Masa atómica (molar) g/mol | Estado de oxidación | Densidad [g/ cm3 ] | Punto de fusión t°C | Punto de ebullición t°C | Calor de fusión kJ/kg |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Nº 74 | 183.84 | 0, 2, 3, 4, 5, 6 | 19.25 | 3422°C | 5500°С | 191 |
Ventajas
El tungsteno tiene un punto de fusión de 3395 °C. Solo el carbono tiene un punto de fusión más alto. Debido a su refractariedad, este metal se ha convertido en la base de las aleaciones más resistentes al calor. El W hierve a t° > 5500 °C, tiene una tasa de evaporación mínima a t° 1500 - 2500 °C y una importante resistencia eléctrica: casi 3 veces superior a la del cobre. El tungsteno tiene excelentes cualidades mecánicas: resistencia al desgaste, dureza bajo fuerte calentamiento, mínimo coeficiente de expansión térmica, dureza roja. Esto significa que los aceros de tungsteno conservan su dureza y resistencia a altas temperaturas, a diferencia de la mayoría de los aceros, que pierden su dureza después de alcanzar el calor rojo y enfriarse en el aire. El acero de tungsteno para herramientas se utiliza para trabajar metales a una velocidad de decenas de metros por segundo. El W químicamente puro es bastante dúctil y solo la mezcla de carbono y oxígeno le da cierta dureza. Tiene muy alta resistencia a la fluencia térmica, alto módulo de compresión y tracción, excelente conductividad térmica y alto coeficiente de emisión de electrones, que se mejora aún más en una aleación con otros óxidos metálicos. Hoy en día, el tungsteno ha ocupado un lugar destacado en la vida cotidiana. Puedes comprarlo a los precios más razonables.
Propiedades químicas
El tungsteno es químicamente estable en contacto con la humedad, soluciones concentradas de álcalis y ácidos, agua regia, hidrógeno, O 2 (hasta 400 °C), cloruro de hidrógeno (hasta 600 °C), NH 3 (hasta 700 °C) , mercurio en ebullición, N 2 y CO (hasta 800°C). W reacciona con una mezcla de NH 3 + H 2 O 2 , una mezcla de ácido fluorhídrico y nítrico, con azufre y cloro en ebullición (más de 250 ° C), con H 2 S, a t ° calor rojo, con HNO 3 caliente y agua regia caliente, con fundidos de clorato, nitrito y nitrato de potasio, nitrito de sodio, dióxido de plomo, bromo, flúor, yodo. El carburo de WC se obtiene por interacción con el carbono por encima de 1400 ° C, óxido - por interacción con vapor de agua y SO 2 (a t ° calor rojo), CO 2 (por encima de 1200 ° C), óxidos de Mg, Al, Th.
Desventajas del tungsteno
Dificultad de obtención en forma pura, fragilidad a temperatura normal, alta gravedad específica, rigidez, baja ductilidad. La forja, el laminado y el estirado del tungsteno se prestan solo a un fuerte calentamiento.
Producción de productos laminados
La plasticidad tecnológica de este metal es insuficiente, pero mejora al aumentar la temperatura. Por lo tanto, los productos laminados de tungsteno se fabrican mediante trabajo en caliente bajo presión. La pieza de trabajo (para obtener varillas o alambre), la llamada varilla, se forma por métodos de pulvimetalurgia. Luego se calienta y se forja en una máquina de forja rotativa, en barras de Ø 2 - 3 mm. Se suministran en tramos rectos o enrollados. De estos, después del estirado en caliente, se obtiene un alambre delgado según
Solicitud
· El alambre y la cinta tienen demanda en ingeniería eléctrica y electrónica de radio debido a la baja presión de vapor del tungsteno a altas temperaturas de funcionamiento de hasta 2500 °C. La refractariedad hace que este metal sea indispensable en lámparas incandescentes, cinescopios y otros tubos de vacío, como los objetivos de los tubos de rayos X.
· El bobinado de los elementos calefactores y el aislamiento térmico de los hornos eléctricos de alta temperatura que funcionan en vacío o atmósfera de hidrógeno o gas inerte a t° hasta 3000 °C están hechos de alambre.
· Las barras se utilizan como electrodos ignífugos.
· A partir de tungsteno se fabrican crisoles para la evaporación de metales.
· W se utiliza en los contactos de los distribuidores de encendido de automóviles.
· Por su pesadez, contrapesos de proyectiles antiblindaje y núcleos de proyectiles de artillería emplumados de subcalibre y flecha, núcleos de bala antiblindaje, rotores de ultra alta velocidad (160 mil rpm) de giroscopios que estabilizan el vuelo de proyectiles balísticos los misiles están hechos de él.
Aleaciones de tungsteno
· Fabricación de armaduras de tanques, proyectiles de torpedos y proyectiles, piezas resistentes al calor de motores de aeronaves y cohetes espaciales, contenedores para almacenar isótopos radiactivos.
Los instrumentos quirúrgicos están hechos de aleación de amala.
· Aceros para herramientas de aleación y termorresistentes. El ferrotungsteno (70–86 % W, hasta 7 % Mo y Fe) para dichas aleaciones se obtiene mediante la reducción de concentrados de scheelita o wolframita. Los mejores aceros rápidos conservan su dureza a -800°C. Contienen hasta un 18,5 % de W (o W+Mo), un 7 % de Cr y una pequeña cantidad de Co. Hastalloy es una aleación de níquel inoxidable aleado con tungsteno. Aún más duros son los "stellites", aleaciones a base de cobalto con la adición de W, Cr, C. Los más duros son los carburos de tungsteno. La aleación "visible" (WC + 15% Co y una pequeña mezcla de carburo de titanio) es un 30% más dura que el acero de tungsteno convencional incluso a 1100°C. Los cortadores de esta aleación eliminan hasta 2 kilómetros de virutas de hierro por minuto, pueden procesar ebonita, vidrio y porcelana "caprichosos", mientras que ellos mismos se desgastan ligeramente. "Pobedit": consiste en cristales de carburo de WC en una matriz de cobalto, una aleación muy dura, contiene 80-87% W, hasta 16% Co, 5-7% de carbono. En lugar de carburo de tungsteno en aleaciones superduras - cermets, se puede utilizar carburo de titanio como relleno.
· "Pobedit" es indispensable en el procesamiento de metales y no metales mediante torneado, fresado, taladrado, cincelado. Está representado por grados como: VK2, VK4, VK6, VK8, VK15, VK25, T5K10, T15K6, T30K4, así como aleaciones WC, TiC, TaC (grados TT para condiciones de procesamiento especialmente difíciles: cepillado y cincelado de piezas forjadas de aceros resistentes al calor, punzonado, perforación de percusión rotativa en la industria minera y petrolera).
· Para la producción de termopares se utilizan alambre de tungsteno-renio con 5% de renio y alambre con 20% de renio (BP 5/20).
Los grados de alambre VA, VM, VRN, VT-7, VT-10, VT-15 se utilizan de acuerdo con
· Dependiendo del diámetro y la condición de la superficie, los filamentos de lámparas incandescentes, cátodos espirales y no espirales, rejillas, resortes y calentadores de bucle de dispositivos electrónicos, resortes de dispositivos semiconductores se producen a partir de alambre VA.
· El alambre grado VRN se usa para hacer entradas, travesaños y aquellas partes de dispositivos que no requieren el uso de tungsteno aleado.
sales de tungsteno
· Tales sales se utilizan en la industria química y del curtido, se utilizan como catalizadores y pigmentos.
· El disulfuro de tungsteno se utiliza como lubricante resistente al calor a t° hasta 500 °C.
· Las pinturas se producen a partir de bronce de tungsteno y otras sales de tungsteno.
· Dispositivos fluorescentes de relleno de tungstato de calcio y magnesio.
· A partir de WO 3 se producen pilas de combustible de electrolito sólido resistente al calor.
· Los monocristales de volframatos (volframatos de plomo, cadmio, calcio) se utilizan como detectores de centelleo de radiación ionizante en ingeniería de energía nuclear y radiología médica.
· El ditelururo de tungsteno WTe 2 se utiliza como convertidor de energía térmica en energía eléctrica (la FEM térmica es de aproximadamente 57 μV/K).
· El isótopo artificial 185W se utiliza como marcador radiactivo en el estudio de sustancias. En una aleación con uranio-235, se usa 184W estable en calderas nucleares de fase sólida, ya que tiene una sección transversal de captura de neutrones térmicos estrecha (alrededor de 2 graneros).
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