Aprenda sobre los metales refractarios
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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,corrosióny deformación.
Los usos industriales del término metal refractario se refieren con mayor frecuencia a cinco elementos de uso común:
Sin embargo, definiciones más amplias también han incluido los metales menos utilizados:
- Cromo (cr)
- Hafnio (Hf)
- iridio (Y)
- Osmio (Os)
- Rodio (Rh)
- Rutenio (Ru)
- Titanio (De)
- Vanadio (V)
- Zirconio (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 superiores a 3632 °F (2000 °C).
La resistencia de los metales refractarios a altas temperaturas, en combinación con su dureza, los hace ideales para herramientas de corte y perforación.
Los metales refractarios también son muy resistentes al choque térmico, lo que significa que el calentamiento y enfriamiento repetidos no causarán fácilmente expansión, tensión y agrietamiento.
Todos los metales tienen altas densidades (son pesados), así como buenas propiedades de conducción eléctrica y térmica.
Otra propiedad importante es su resistencia a la fluencia, la tendencia de los metales a deformarse lentamente bajo la influencia de la tensión.
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 de polvos y metales refractarios
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 por fundición.
Los polvos metálicos se fabrican en tamaños y formas específicos, luego se mezclan para crear la combinación correcta de propiedades, antes de compactarse y sinterizarse.
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 los carburos cementados.
widia , el primer carburo de tungsteno comercialmente disponible, fue desarrollado por Osram Company (Alemania) y comercializado en 1926. Esto condujo a más pruebas con metales igualmente duros y resistentes al desgaste, lo que finalmente condujo al desarrollo de carburos sinterizados modernos.
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, produciendo así materiales superiores a los que podría crear un metal individual. Por ejemplo, el polvo de Widia original estaba compuesto por un 5-15 % de cobalto.
Nota: Vea más sobre las propiedades de los metales refractarios en la tabla al final de la página
Aplicaciones
Los carburos y las aleaciones a base de metales refractarios se utilizan en prácticamente todas las industrias principales, incluidas la electrónica, aeroespacial, automotriz, química, minera, tecnología nuclear, procesamiento de metales y prótesis.
La siguiente lista de usos finales de los metales refractarios fue compilada por la Asociación de Metales Refractarios:
Metal de tungsteno
- Filamentos de lámparas incandescentes, fluorescentes y automotrices
- Ánodos y dianas para tubos de rayos X
- Soportes de semiconductores
- Electrodos para soldadura por arco con gas inerte
- Cátodos de alta capacidad
- Los electrodos para xenón son lámparas.
- Sistemas de encendido automotriz
- Boquillas de cohetes
- Emisores de tubo electronico
- Crisoles de procesamiento de uranio
- Elementos calefactores y pantallas de radiación.
- Elementos de aleación en aceros y superaleaciones
- Refuerzo en compuestos de matriz metálica
- Catalizadores en procesos químicos y petroquímicos
- Lubricantes
Molibdeno
- Adiciones de aleación en hierros, aceros, aceros inoxidables, aceros para herramientas y superaleaciones a base de níquel
- Husillos de muelas abrasivas de alta precisión
- Spray metalizado
- Troqueles de fundición a presión
- Componentes de motores de misiles y cohetes
- Electrodos y varillas de agitación en la fabricación de vidrio.
- Elementos calefactores de hornos eléctricos, botes, escudos térmicos y revestimiento del silenciador
- Bombas de refinación de zinc, lavaderos, válvulas, agitadores y pozos de termopar
- Producción de barras de control de reactores nucleares
- Cambiar electrodos
- Soportes y respaldo para transistores y rectificadores
- Filamentos y cables de soporte para faros de automóviles
- captadores de tubo de vacío
- Faldas de cohetes, conos y escudos térmicos.
- Componentes de misiles
- superconductores
- equipo de proceso quimico
- Escudos térmicos en hornos de vacío de alta temperatura
- Aditivos de aleación en aleaciones ferrosas y superconductores
Carburo de tungsteno cementado
- Carburo de tungsteno cementado
- Herramientas de corte para el mecanizado de metales
- Equipos de ingeniería nuclear
- Herramientas de minería y perforación petrolera
- Formando muere
- Rodillos formadores de metal
- Guías de hilo
Metal pesado de tungsteno
- Bujes
- Asientos de válvula
- Cuchillas para cortar materiales duros y abrasivos
- Puntos de bolígrafo
- Sierras y taladros para albañilería
- Metal pesado
- Escudos de radiación
- Contrapesos de aviones
- Contrapesos para relojes de cuerda automática
- Mecanismos de balanceo de cámaras aéreas
- Contrapesos de palas de rotor de helicóptero
- Inserciones de pesas doradas
- Cuerpos de dardos
- Fusibles de armamento
- Amortiguación de vibraciones
- Artillería militar
- Perdigones de escopeta
tantalio
- Condensadores electrolíticos
- Intercambiadores de calor
- Calentadores de bayoneta
- Pozos de termómetro
- Filamentos de tubo de vacío
- equipo de proceso quimico
- Componentes de hornos de alta temperatura
- Crisoles para manipular metal fundido y aleaciones
- Herramientas de corte
- Componentes del motor aeroespacial
- implantes quirurgicos
- Aditivo de aleación en superaleaciones
Propiedades físicas de los metales refractarios
| Escribe | Unidad | Mes | Por | Nótese bien | En | 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 |
| libras/pulgadas2 | 0.369 | 0.60 | 0.310 | 0.697 | 0.760 | 0.236 | |
| Punto de fusion | Celsius | 2623 | 3017 | 2477 | 3422 | 3180 | 1852 |
| °F | 4753.4 | 5463 | 5463 | 6191.6 | 5756 | 3370 | |
| Punto de ebullición | Celsius | 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 (@ 20 °C) | calorias/cm2/cm°C/seg | -- | 0.13 | 0.126 | 0.397 | 0.17 | -- |
| Coeficiente de expansión termal | ºC x 10-6 | 4.9 | 6.5 | 7.1 | 4.3 | 6.6 | -- |
| Resistividad electrica | Micro-ohm-cm | 5.7 | 13.5 | 14.1 | 5.5 | 19.1 | 40 |
| Conductividad eléctrica | %SIAC | 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 | -- | |
| Elongación mínima (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: http://www.edfagan.com