Молибден для легирования чугуна и стали

До недавнего времени молибден использовали главным образом для легирования чугуна и стали и в меньшей степени для изготовления тонкой проволоки и листа. Изделия из молибдена или его сплавов, как правило малых габаритов и веса, применяли, в основном в электроламповой и радиотехнической промышленности, в химическом машиностроении, в качестве нагревателей и арматуры высокотемпературных печей. Полуфабрикаты для этих изделий получали исключительно •методами порошковой металлургии. С развитием техники высоких температур и вакуумной металлургии стало возможным получать литой .молибден в виде слитков весом даже свыше 0,5 т. В ряде случаев деформированный литой молибден и молибденовые сплавы вытесняют аналогичные порошковые "материалы.

Как известно, молибден отличается многими интересными свойствами. В первую очередь следует отметить высокую температуру плавления, легкую дегазацию, небольшую упругость пара, сравнительно высокие значения теплопроводности и электропроводности, малый коэффициент линейного расширения, термостойкость, высокий модуль упругости, значительную прочность при комнатной температуре, хорошую обрабатываемость, устойчивость против воздействия некислородных кислот. Благоприятное сочетание таких свойств наряду с возрастающими требованиями новой техники привели в послевоенный период к резкому расширению научно-иcследовательских работ по молибдену и его сплавам. При этом исследуются способы усовершенствования технологии производства, обработки и защиты молибдена; изыскиваются новые сплавы на базе молибдена; изучается их структура, свойства и поведение в различных условиях.

Многочисленные опубликованные работы и содержащиеся в них данные свидетельствуют о бесспорных успехах в этой области. Начато основательное изучение проблемы легирования молибдена и получены первые обнадеживающие результаты. Существенно .продвинулось вперед исследование процессов окисления и защиты молибдена. Положительно решаются вопросы обработки молибдена и его сплавов — горячая и холодная обработка давлением, термическая обработка, сварка, пайка, покрытия и пр. Показана возможность эффективного применения молибдена и некоторых его сплавов в качестве высокотемпературных материалов в котло- и турбостроении, в ракетостроении, в реактивной и' атомной технике и многих других областях.

исследования свойств литого молибдена

полезные сведения о месторождениях молибденовых руд, их переработке и использовании

Монография Л. Норткотта «Молибден», вышедшая очень своевременно в 1956 г. в известной серии изданий «Редкие металлы», составляет основу настоящего сборника. Давно уже назрела острая необходимость собрать воедино основные сведения по молибдену и систематизировать многочисленные, но разрозненные данные лабораторий и заводов. Норшотт, работающий в области (производства и исследования свойств литого молибдена и его сплавов, в сотрудничестве с другими видными специалистами (С. Лидбитер— по вопросам окисления и защиты молибдена, А. Масс—по сварке и другим способам соединения), сумел решить такую задачу и создал ценное в практическом отношении монографик пособие. В монографии содержатся краткие и полезные сведения о месторождениях молибденовых руд, их переработке и использовании; дается представление о современной технологии получения литого и порошкового молибдена; рассматриваются физические свойства, структура и особенно механические свойства молибдена и его сплавов; излагаются основные теоретические представления о сплавах молибдена и приводятся диаграммы состояния многих двойных и тройных сплавов на базе молибдена; подробно освещается проблема окисления и защиты молибдена, а также возможности применения различных способов сварки, пайки и других видов соединения деталей из молибдена; включены сведения о применении молибдена и перспективах его дальнейшего развития.

Перечисленные материалы изложены в целом вполне квалифицированно и очень компактно. Небольшой объем монографии (что, несомненно, является ее достоинством) вызвал необходимость в этом случае охватить все «аспекты» проблемы молибдена за счет глубины рассмотрения и степени детализации отдельных наиболее важных вопросов.. В этой связи необходимо ;в первую очередь указать на проблему легирования молибдена. Собственно говоря, эта важнейшая проблема в монографии и не поставлена, несмотря на то, что более или менее подробно рассмотрены механические свойства и жароупорность ряда сплавов молибдена и приведены, как уже отмечалось, многие диаграммы состояния сплавов молибдена. Другой характерный пример — сварка молибдена.

двойные сплавы с бериллием

титаном, цирконием, торием, ванадием, ниобием, танталом, вольфрамом и марганцем

В этом случае дано краткое описание почти всех существующих способов сварки и других видов соединений, в том числе и не имеющих практического значения для (молибдена и его сплавов. В то же время недостаточно места отведено основным видам соединений, таким, например, как дуговая сварка, а также вопросам пластичности сварного шва, влиянию примесей и защитной атмосфере сварки.

Как уже было отмечено, проблема легирования молибдена освещена в монографии Нортиотта явно недостаточно. Отчасти этот пробел восполняется опубликованными в нашей литературе переводами работы Пипитца и Киффера о влиянии легирующих добавок на прочность и рекристаллизацию молибдена') и: работы Олдса и Ренгсторффа о влиянии малых присадок легирующих элементов на пластичность литого молибдена ).

В первой из этих работ исследованы богатые молибденом двойные сплавы с бериллием, титаном, цирконием, торием, ванадием, ниобием, танталом, вольфрамом и марганцем. Порошок молибдена, соответствующий требованиям электроламповой промышленности, смешивали с порошками других перечисленных выше металлов. Полученные смеси брикетировали в штабики размером 10ХЮХ290 мм, (которые затем подвергали спеканию в высоком вакууме при различных температурах, обеспечивающих быстрое протекание диффузионных процессов. За исключением сплавов молибдена с вольфрамом, ниобием и танталом,, остальные сплавы спекали в условиях образования жидкой фазы, т. е. при температурах выше температуры плавления легирующего элемента.

Проверка способности сплавов к деформации в горячем (прокатка) и холодном (протяжка) состоянии показала, что все они хорошо катаются при содержании легирующего элемента не более 1 % и протягиваются, если процент присадки не превышает 0,25. Лучше других деформируются сплавы .молибдена с ниобием, танталом :и вольфрамом; в этом случае прокатка не вызывает затруднений даже -при содержании легирующего элемента до 5%;. Несколько труднее обрабатываются сплавы молибдена с ванадием и торием.

Все исследованные присадки повышают твердость спеченного молибдена при комнатной температуре, причем чем сильнее различаются атомные радиусы легирующего элемента и молибдена, тем выше твердость. 'Кривые твердости сплавов молибдена в интервале температур 20—800° повторяют ход кривой для чистого молибдена, сохраняя при каждой температуре испытаний то повышение твердости, которое характерно для соответствующего элемента при комнатной температуре.