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El término "metal refractario" se utiliza para describir un grupo de elementos metálicos que tienen puntos de fusión excepcionalmente altos y son resistentes al desgaste, a la corrosión y a la deformación.
Los usos industriales del término metal refractario se refieren con mayor frecuencia a cinco elementos de uso común:
- Molibdeno (Mo)
- Niobio (Nb)
- Renio (Re)
- Tantalio (Ta)
- Tungsteno (W)
Sin embargo, las definiciones más amplias también incluyen los metales menos utilizados:
- Cromo (Cr)
- Hafnio (Hf)
- Iridio (Ir)
- Osmio (Os)
- Rodio (Rh)
- Rutenio (Ru) > Titanio (Ti)
- Vanadio (V)
- Circonio (Zr)
- Las características
La característica de identificación de los metales refractarios es su resistencia al calor. Los cinco metales refractarios industriales tienen puntos de fusión que superan los 3632 ° F (2000 ° C).
Los metales refractarios también son muy resistentes al choque térmico, lo que significa que el calentamiento y enfriamiento repetidos no causarán expansión, estrés y agrietamiento fácilmente.
Todos los metales tienen altas densidades (son pesados) así como buenas propiedades eléctricas y de conducción del calor.
Debido a su capacidad para formar una capa protectora, los metales refractarios también son resistentes a la corrosión, aunque se oxidan fácilmente a altas temperaturas.
Metalurgia refractaria y metalurgia del polvo
Debido a sus altos puntos de fusión y dureza, los metales refractarios se procesan con mayor frecuencia en forma de polvo y nunca se fabrican mediante fundición.
Los polvos de metal se fabrican en tamaños y formas específicas, luego se mezclan para crear la mezcla correcta de propiedades, antes de ser compactados y sinterizados.
La sinterización implica calentar el polvo de metal (dentro de un molde) durante un largo período de tiempo. Bajo calor, las partículas de polvo comienzan a unirse, formando una pieza sólida.
La sinterización puede unir metales a temperaturas inferiores a su punto de fusión, una ventaja significativa cuando se trabaja con metales refractarios.
Polvos de carburo
Uno de los primeros usos de muchos metales refractarios surgió a principios del siglo XX con el desarrollo de carburos cementados.
Widia
, el primer carburo de tungsteno disponible comercialmente, fue desarrollado por Osram Company (Alemania) y se comercializó en 1926. Esto condujo a pruebas adicionales con metales duros y resistentes al desgaste, que finalmente condujeron al desarrollo de carburos modernos sinterizados. . Los productos de materiales de carburo a menudo se benefician de mezclas de diferentes polvos.Este proceso de mezcla permite la introducción de propiedades beneficiosas de diferentes metales, por lo tanto, la producción de materiales superiores a lo que podría ser creado por un metal individual. Por ejemplo, el polvo de Widia original estaba compuesto de 5-15% de cobalto.
Nota: Consulte más sobre las propiedades del metal refractario en la tabla en la parte inferior de la página
Aplicaciones
Las aleaciones y carburos metálicos refractarios se utilizan en prácticamente todas las industrias principales, incluidas la electrónica, aeroespacial, automotriz y química , minería, tecnología nuclear, procesamiento de metales y prótesis.
La siguiente lista de usos finales para metales refractarios fue compilada por la Asociación de Metales Refractarios:
Tungsten Metal
Filamentos de lámparas incandescentes, fluorescentes y automotrices
- Ánodos y objetivos para tubos de rayos X > Soportes de semiconductores
- Electrodos para soldadura por arco de gas inerte
- Cátodos de alta capacidad
- Electrodos para xenón son lámparas
- Sistemas de encendido automotriz
- Boquillas de cohete
- Emisores electrónicos de tubos
- Crisoles de procesamiento de uranio < Elementos de calefacción y escudos de radiación
- Elementos de aleación en aceros y superaleaciones
- Refuerzo en materiales compuestos de matriz metálica
- Catalizadores en procesos químicos y petroquímicos
- Lubricantes
- Molibdeno
- Adiciones aleantes en hierros, aceros, aceros inoxidables, aceros para herramientas y superaleaciones a base de níquel
- Husillos de muela de alta precisión
Metalizado por pulverización
- Matrices de fundición
- Componentes de misiles y motores de cohetes
- Electrodos y varillas de agitación en vidrio fabricación
- Calentamiento de horno eléctrico elementos, barcos, escudos térmicos y forro del silenciador
- Bombas de refinado de zinc, lavadoras, válvulas, agitadores y pozos de termopar
- Producción de varillas de control del reactor nuclear
- Electrodos de conmutación
- Soportes y respaldo para transistores y rectificadores > Filamentos y cables de soporte para faros de automóvil
- Captadores de tubo de vacío
- Faldones de cohete, conos y escudos de calor
- Componentes de misiles
- Superconductores
- Equipos de proceso químico
- Protectores de calor en vacío de alta temperatura hornos
- Aditivos aleantes en aleaciones ferrosas y superconductores
- Carburo de tungsteno cementado
- Carburo de tungsteno cementado
- Herramientas de corte para mecanizado de metales
- Equipos de ingeniería nuclear
Herramientas de perforación mineras y petrolíferas
- Troqueles
- Bobinas metálicas
- Guías de hilo
- Tungsten Heavy Metal
- Bujes
- Asientos de válvula
- Cuchillas para cortar materiales duros y abrasivos
Puntos de bolígrafo
- Sierras y taladros de albañilería
- Heavy Metal
- Escudos de radiación
- Contrapeso de aeronaves s
- Contrapesos de cuerda automática
- Mecanismos de equilibrado de cámara aérea
- Pesas de equilibrio de palas de rotor de helicóptero
- Inserciones de peso de palo de oro
- Cuerpos de dardo
- Fusibles de armamento
- Amortiguación de vibración
- Militar Artillería
- Pastillas de escopeta
- Tantalio
- Condensadores electrolíticos
- Intercambiadores de calor
- Calentadores de bayoneta
Termómetros
- Aspiradoras de tubos
- Equipos para procesos químicos
- Hornos para altas temperaturas
- Crisoles para manipulación de metal fundido y aleaciones
- Herramientas de corte
- Componentes de motores aeroespaciales
- Implantes quirúrgicos
- Aditivo de aleaciones en superaleaciones
- Propiedades físicas de metales refractarios
- Tipo
- Unidad < Mo
- Ta
Nb
| W | Rh | Zr | Pureza comercial típica | 99.95% | 99. 9% | 99. 9% | |
| 99. 95% | 99. 0% | 99. 0% | Densidad | cm / cc | 10. 22 | 16. 6 | 8. 57 |
| 19. 3 | 21. 03 | 6. 53 | lbs / in | 2 | 0. 369 | 0. 60 | |
| 0. 310 | 0. 697 0. 760 | 0. 236 | Punto de fusión | Celcius | 2623 | 3017 | 2477 |
| 3422 | 3180 | 1852 | ° F | 4753. 4 | 5463 | 5463 | |
| 6191. 6 | 5756 | 3370 | Punto de ebullición | Celcius | 4612 | 5425 | 4744 |
| 5644 | 5627 | 4377 | ° F | 8355 | 9797 | 8571 | |
| 10, 211 | 10, 160. 6 | 7911 | Dureza típica | DPH (vickers) | 230 | 200 | 130 |
| 310 | - | 150 | Conductividad térmica (a 20 ° C) | cal / cm | 2 | / cm ° C / sec | - |
| 0. 13 | 0. 126 0. 397 0. 17 | - | Coeficiente de expansión térmica | ° C x 10 | -6 | 4. 9 | 6. 5 |
| 7. 1 | 4. 3 6. 6 | - | Resistencia eléctrica | Micro-ohm-cm | 5. 7 | 13. 5 | 14. 1 |
| 5. 5 | 19. 1 | 40 | Conductividad eléctrica | % IACS | 34 | 13. 9 | 13. 2 |
| 31 | 9. 3 | - | Resistencia a la tracción (KSI) | Ambiente | 120-200 | 35-70 | 30-50 |
| 100-500 | 200 | - - | 500 ° C | 35-85 | 25-45 | 20-40 | |
| 100-300 | 134 | - | 1000 ° C | 20-30 | 13-17 | 5-15 | |
| 50-75 | 68 | - | Alargamiento mínimo (calibre de 1 pulgada) | Ambiente < 45 | 27 | 15 | 59 |
| 67 | - | Módulo de elasticidad | 500 ° C | 41 | 25 | 13 > 55 | 55 |
| 1000 ° C | 39 | 22 | 11. 5 | 50 | - | ||
| - |
| Fuente: // www. edfagan com |
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