Механические свойства при растяжении литого нелегированного молибдена

Точные значения механических свойств литого нелегированного молибдена (обычно это молибден марок МЧ (чистый) или МП (плазменный переплав)) зависят от нескольких факторов: чистота исходной шихты, способ выплавки (электронно-лучевая, дуговая плавка), размер зерна и термообработка (литое или литое + термообработанное состояние).

Однако, можно привести типичные усредненные диапазоны для комнатной температуры:

1. Прочностные характеристики

• Предел прочности при растяжении (Временное сопротивление) ($\sigma_в$

  • В литом состоянии (крупнозернистая структура после плавки): 400 – 550 МПа.

  • После деформации (ковки/прокатки) — это уже не литое состояние, прочность растет до 700–900 МПа.

• Предел текучести ($\sigma_{0,2}$

  • Примерно 250 – 350 МПа.

  • Молибден, в отличие от вязких аустенитных сталей, не имеет ярко выраженной площадки текучести при комнатной температуре.

2. Пластичность

Это самый критичный показатель для литого молибдена. Он сильно зависит от наличия примесей внедрения (кислород, азот, углерод), которые скапливаются по границам зерен.

• Относительное удлинение ($\delta_5$

  • Для технически чистого литого молибдена: от 0% до 10% (обычно 2–5%).

  • Если металл перегрет или загрязнен, пластичность может быть нулевой — хрупкое разрушение по границам зерен.

  • Высокая чистота (электронно-лучевая плавка) позволяет получить удлинение до 10–20% даже в литом состоянии, но зерно будет очень крупным.

3. Модуль упругости

• Модуль Юнга (Е): 320 – 330 ГПа. Это очень высокий показатель (примерно в 1.5 раза выше, чем у стали).

4. Твердость

• Твердость по Бринеллю (HB): Обычно 150 – 200 HB (для чистого отожженного литого). Литое состояние часто имеет неравномерную твердость по сечению слитка из-за ликвации.

Важные технологические особенности (для проектирования):

1. Порог хладноломкости: Молибден (особенно литой) переходит в хрупкое состояние при температурах ниже 150–300°C. Это значит, что при комнатной температуре он может расколоться при ударной нагрузке, как стекло. Поэтому обработка давлением литого молибдена возможна только при нагреве (выше температуры хрупко-вязкого перехода).

2. Влияние примесей: Даже сотые доли процента кислорода делают литой молибден хрупким (пленки оксидов по границам зерен). Современные марки (например, Mo с микролегированием бором или цирконием) имеют структуру, где границы зерен «цементируются», но это уже легирование.

Сравнение марок (если речь идет о стандартах РФ/СНГ):

• МЧ (Молибден Чистый) литой: Прочность может быть ближе к нижней границе (400 МПа), пластичность нестабильна.

• МП (Молибден Плазменный) литой: Плазменный переплав дает более чистый металл, пластичность литого МП может достигать 10–15%.

Резюме: Если вы рассчитываете деталь из литого молибдена, в расчетах на прочность при 20°C можно смело брать $\sigma_в = 450$, но при этом обязательно помнить, что работать она будет только в условиях статического нагружения (или при нагреве) из-за риска хрупкого разрушения.