Obtenga la definición y descubra a qué elementos se refiere el término
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 a menudo a cinco elementos de uso común:
Sin embargo, las definiciones más amplias también incluyen los metales menos utilizados:
- Cromo (Cr)
- Hafnio (Hf)
- Iridium (Ir)
- Osmio (Os)
- Rodio (Rh)
- Rutenio (Ru)
- Titanio (Ti)
- 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 que superan los 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, estrés y agrietamiento.
Todos los metales tienen altas densidades (son pesados) así como buenas propiedades eléctricas y de conducción del calor.
Otra propiedad importante es su resistencia a la fluencia, la tendencia de los metales a deformarse lentamente bajo la influencia del estrés.
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.
Metales refractarios y metalurgia de 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 moldeo.
Los polvos metálicos se fabrican en tamaños y formas específicos, luego se mezclan para crear la mezcla correcta de propiedades, antes de ser compactados y sinterizados.
La sinterización implica calentar el polvo metálico (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 comercialmente disponible, fue desarrollado por Osram Company (Alemania) y se comercializó en 1926. Esto condujo a pruebas adicionales con metales resistentes y resistentes al desgaste, lo que finalmente condujo 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: vea 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, química, minera, 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.
- Semiconductor apoya
- Electrodos para soldar con arco de gas inerte
- Cátodos de alta capacidad
- Los electrodos para xenon 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
- Aleación de elementos en aceros y superaleaciones
- Refuerzo en compuestos de matriz de metal
- Catalizadores en procesos químicos y petroquímicos
- Lubricantes
Molibdeno
- Aleación de adiciones en hierros, aceros inoxidables, aceros para herramientas y superaleaciones a base de níquel
- Husillos de muela de alta precisión
- Metalizado por pulverización
- Muere a presión
- Componentes de misiles y cohetes
- Electrodos y varillas de agitación en la fabricación de vidrio
- Elementos de calentamiento del horno eléctrico, 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
- Cambiar electrodos
- Soportes y respaldo para transistores y rectificadores
- Filamentos y cables de soporte para faros de automóviles
- Aspiradores de tubo de vacío
- Faldas de cohete, conos y escudos de calor
- Componentes de misiles
- Superconductores
- Equipo de proceso químico
- 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 mecanizado de metales
- Equipo de ingeniería nuclear
- Herramientas de minería y extracción de petróleo
- Muere formando
- Rodillos formadores de metal
- Guías de hilo
Tungsteno Heavy Metal
- Casquillos
- Asientos de válvula
- Cuchillas para cortar materiales duros y abrasivos
- Puntos de bolígrafo
- Sierras y taladros de mampostería
- Metal pesado
- Escudos de radiación
- Contrapesos de aviones
- Contrapesos de reloj de cuerda automática
- Mecanismos de equilibrio de la cámara aérea
- Pesos de balance de palas de rotor de helicóptero
- Inserciones de peso Gold club
- Dart bodies
- Fusibles de armamento
- Amortiguación de vibraciones
- Artillería militar
- Pelotillas de escopeta
Tántalo
- Condensadores electrolíticos
- Intercambiadores de calor
- Calentadores de bayoneta
- Pozos del termómetro
- Filamentos de tubo de vacío
- Equipo de proceso químico
- Componentes de hornos de alta temperatura
- Crisoles para el manejo de metales fundidos y aleaciones
- Herramientas de corte
- Componentes del motor aeroespacial
- Implantes quirúrgicos
- Aditivo de aleación en superaleaciones
Propiedades físicas de los metales refractarios
| Tipo | Unidad | Mes | Ejército de reserva | Nótese bien | 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 / en 2 | 0.369 | 0.60 | 0.310 | 0.697 | 0.760 | 0.236 | |
| Punto de fusion | 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 / cm2 / cm ° C / seg | - | 0.13 | 0.126 | 0.397 | 0.17 | - |
| Coeficiente de expansión termal | ° C 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 | % 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 (1 pulgada de calibre) | 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