高融点金属について学ぶ
定義を取得し、用語が参照する要素を見つけます
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「高融点金属」という用語は、非常に高い融点を持ち、摩耗に強い金属元素のグループを表すために使用されます。腐食、および変形。
高融点金属という用語の工業的使用は、ほとんどの場合、一般的に使用される 5 つの元素を指します。
ただし、より広い定義には、あまり一般的に使用されていない金属も含まれています。
特徴
高融点金属の識別機能は、熱に対する耐性です。 5 つの工業用高融点金属はすべて、3632°F (2000°C) を超える融点を持っています。
高融点金属の高温での強度は、硬度と相まって、切削工具や穴あけ工具に最適です。
高融点金属は熱衝撃にも非常に強いため、加熱と冷却を繰り返しても、膨張、応力、ひび割れは容易に発生しません。
金属はすべて高密度 (重い) であり、優れた電気伝導性と熱伝導性を備えています。
もう1つの重要な特性は、応力の影響下で金属がゆっくりと変形する傾向であるクリープに対する耐性です。
高融点金属は、保護層を形成する能力があるため、耐腐食性もありますが、高温で容易に酸化します。
高融点金属および粉末冶金
融点と硬度が高いため、高融点金属はほとんどの場合粉末状で処理され、鋳造によって製造されることはありません。
金属粉末は、特定のサイズと形状に製造され、圧縮および焼結される前に、特性の適切な混合物を作成するためにブレンドされます。
焼結は、金属粉末を（金型内で）長時間加熱することを伴います。加熱すると、粉末粒子が結合し始め、固体片が形成されます。
焼結は、融点よりも低い温度で金属を結合できるため、高融点金属を扱う場合に大きな利点となります。
超硬粉末
多くの高融点金属の最も初期の用途の 1 つは、20 世紀初頭に超硬合金が開発されたことで始まりました。
ウィディア は最初の市販のタングステン カーバイドであり、オスラム社 (ドイツ) によって開発され、1926 年に販売されました。これにより、同様の硬さと耐摩耗性を備えた金属を使用したさらなるテストが行われ、最終的に最新の焼結炭化物の開発につながりました。
カーバイド材料の製品は、多くの場合、異なる粉末の混合から恩恵を受けます。この混合プロセスにより、さまざまな金属から有益な特性を導入できるため、個々の金属で作成できるものよりも優れた材料を製造できます。たとえば、元の Widia 粉末は 5 ～ 15% のコバルトで構成されていました。
注: 高融点金属の特性の詳細については、ページ下部の表を参照してください。
アプリケーション
高融点金属ベースの合金と炭化物は、エレクトロニクス、航空宇宙、自動車、化学、鉱業、原子力技術、金属加工、人工装具など、ほぼすべての主要産業で使用されています。
次の高融点金属の最終用途のリストは、高融点金属協会によって編集されました。
タングステン金属
- 白熱灯、蛍光灯、および自動車用ランプのフィラメント
- X線管の陽極とターゲット
- 半導体サポート
- イナートガスアーク溶接用電極
- 高容量カソード
- キセノンの電極はランプ
- 自動車点火システム
- ロケットノズル
- 電子管エミッター
- ウラン処理るつぼ
- 発熱体と放射線シールド
- 鋼および超合金の合金元素
- 金属マトリックス複合材の補強
- 化学および石油化学プロセスにおける触媒
- 潤滑剤
モリブデン
- 鉄、鋼、ステンレス鋼、工具鋼、ニッケル基超合金への合金添加
- 高精度砥石スピンドル
- スプレーメタライジング
- ダイカスト金型
- ミサイルおよびロケットエンジン部品
- ガラス製造における電極と撹拌棒
- 電気炉発熱体、ボート、遮熱板、マフラーライナー
- 亜鉛精錬ポンプ、洗濯機、バルブ、スターラー、熱電対井戸
- 原子炉制御棒の製造
- スイッチ電極
- トランジスタと整流器のサポートとバッキング
- 自動車ヘッドライト用フィラメント＆サポートワイヤー
- 真空管ゲッター
- ロケットスカート、コーン、ヒートシールド
- ミサイルコンポーネント
- 超伝導体
- 化学プロセス装置
- 高温真空炉の遮熱板
- 鉄系合金および超伝導体の合金添加剤
超硬合金
- 超硬合金
- 金属加工用切削工具
- 原子力工学機器
- 鉱業および石油掘削ツール
- 成形金型
- 金属成形ロール
- 糸案内
タングステンヘビーメタル
- ブッシング
- バルブシート
- 硬くて研磨性のある材料を切断するためのブレード
- ボールペンのペン先
- 石工のこぎりとドリル
- ヘヴィメタル
- 放射線シールド
- 航空機用カウンターウェイト
- 自動巻き時計のカウンターウェイト
- 空撮カメラのバランス機構
- ヘリコプターのローターブレードのバランスウェイト
- ゴールドクラブウェイトインサート
- ダーツ本体
- 武装信管
- 振動減衰
- 軍事兵器
- 散弾銃のペレット
タンタル
- 電解コンデンサ
- 熱交換器
- バヨネットヒーター
- 温度計の井戸
- 真空管フィラメント
- 化学プロセス装置
- 高温炉部品
- 溶融金属および合金を取り扱うためのるつぼ
- 切削工具
- 航空宇宙エンジン部品
- 外科用インプラント
- 超合金の合金添加剤
高融点金属の物性
| タイプ | 単位 | モ | あたり | Nb | の | RH | Zr |
| 典型的な商用純度 | 99.95% | 99.9% | 99.9% | 99.95% | 99.0% | 99.0% | |
| 密度 | cm/cc | 10.22 | 16.6 | 8.57 | 19.3 | 21.03 | 6.53 |
| ポンド/インチ2 | 0.369 | 0.60 | 0.310 | 0.697 | 0.760 | 0.236 | |
| 融点 | 摂氏 | 2623 | 3017 | 2477 | 3422 | 3180 | 1852年 |
| °F | 4753.4 | 5463 | 5463 | 6191.6 | 5756 | 3370 | |
| 沸点 | 摂氏 | 4612 | 5425 | 4744 | 5644 | 5627 | 4377 |
| °F | 8355 | 9797 | 8571 | 10,211 | 10,160.6 | 7911 | |
| 典型的な硬度 | DPH (ビッカース) | 230 | 200 | 130 | 310 | -- | 150 |
| 熱伝導率 (@ 20 °C) | カロリー/cm2/cm°C/秒 | -- | 0.13 | 0.126 | 0.397 | 0.17 | -- |
| 熱膨張係数 | ℃×10-6 | 4.9 | 6.5 | 7.1 | 4.3 | 6.6 | -- |
| 電気抵抗率 | マイクロオームcm | 5.7 | 13.5 | 14.1 | 5.5 | 19.1 | 40 |
| 電気伝導性 | %IACS | 3.4 | 13.9 | 13.2 | 31 | 9.3 | -- |
| 引張強度 (KSI) | 周囲 | 120～200 | 35-70 | 30-50 | 100～500 | 200 | -- |
| 500℃ | 35-85 | 25-45 | 20-40 | 100～300 | 134 | -- | |
| 1000℃ | 20-30 | 13-17 | 5-15 | 50-75 | 68 | -- | |
| 最小伸び (1 インチ ゲージ) | 周囲 | 4.5 | 27 | 15 | 59 | 67 | -- |
| 弾性係数 | 500℃ | 41 | 25 | 13 | 55 | 55 | |
| 1000℃ | 39 | 22 | 11.5 | 50 | -- | -- |