9. Тугоплавкі метали і їх сплави

Найбiльше значення в техніці мають наступні тугоплавкі метали: Nb, Мо, Cr, Ta, W відповідно з температурою плавлення 2468, 2625, 1875, 2996, 2310ºС.

Цiкавiсть до тугоплавких металів і сплавів на їх основі різко зросла у зв'язку з будівництвом ракет, космічних кораблів, атомних реакторів і розвитку енергетичних установок, окремі деталі і вузли яких працюють при температурах до 1500-2000ºС. Тугоплавкi метали і сплави використовують як жароміцні.

Мо, Cr, W володіють високою жароміцністю, проте вони схильні до крихкого руйнування із-за високої температури порогу холодноламкості, яку особливо сильно підвищують домішки впровадження СО, Н і О. Пiсля деформації нижче температури рекристалізації (1100-1300ºС) поріг холодноламкості Мо і W знижується. Ніобій і тантал у відмінності від вольфраму і молібдену високопластичні метали і добре зварюються. Слід вказати, що Nb має нижчий поріг холодноламкості і менш чутливий до домішок впровадження.

Жароміцність чистих металів порівняно невелика. Вищою жароміцністю володіють сплави на основі тугоплавких металів. Жароміцність тугоплавких металів може бути підвищена шляхом легування їх елементами з вищою температурою плавлення, створюючими тверді розчини заміщення.

Вельми перспективні для багатьох галузей техніки сплави ніобію. Вони володіють хорошою технологічністю, зварюваністю до 1300ºС.

Температура холодноламкості ніобію нижча - 196ºС. Завдяки високій корозійній стійкості і малому перетину захвату теплових нейтронів сплави ніобію знайшли вживання в конструкціях атомних реакторів.

Для підвищення жароміцності ніобій легують Мо, W, що зміцнюють твердий розчин, також цирконієм, який не лише зміцнює твердий розчин, але й утворює карбідні і нітридні фази.

Дуже високою міцністю володіють також сплави танталу з гафнієм. В даний час з танталу і його сплавів виготовляють листи, смуги, фольгу, дріт і тонкостінні трубки.

Вольфрам і його сплави, володіючи високою міцністю, жароміцністю й іншими коштовними якостями, є необхідними матеріалами у ряді областей техніки (електроламповій, радіотехнічній і електровакуумній галузі).