SiteHeart

Механические свойства тугоплавких металлов

  1. Твердость
  2. Предел прочности тугоплавких металлов при растяжении
  3. Удельная прочность тугоплавких металлов
  4. Температура перехода металлов в сверхпроводящее состояние
    Тантал
  5. Зависимость механических свойств тантала от температуры
  6. Твердость (по Виккерсу) тантала в зависимости от температуры
  7. Скорости ползучести тантала
    Молибден
  8. Изменение предела прочности молибдена в зависимости от температуры
  9. Скорости ползучести молибдена при 1400°С
    Вольфрам
  10. Механические свойства вольфрама
    Ниобий
  11. Механические свойства ниобия различных сортов при 20°С
  12. Таблица перевода чисел твердости
  13. Механические свойства листов из сплава TZM
  14. Упругие свойства тугоплавких металлов
  15. Коэффициент теплопроводности тугоплавких металлов
  16. Термодинамические свойства тугоплавких металлов
  17. Обозначение символов

Твердость

Т, °С Твердость, МН/м2 (кГ/мм2)
W Mo Nb
1560 525 (53,5) 172 (17,6) 102 (10,4)
1750 410 (41,8) 126(12,9) 50 (5,1)
2000 167 (17) 65,7 (6,7) 10,8 (1,1)
2500 71,6 (7,3) 22,5 (2,3) -
3000 46,1 (4,7) - -

Предел прочности тугоплавких металлов при растяжении

Предел прочности тугоплавких металлов при растяжении

Удельная прочность тугоплавких металлов

Удельная прочность — показатель, характеризующий отношение предела прочности к плотности металла. В таблице приведенной ниже дана удельная прочность тугоплавких металлов при комнатной температуре. Следует однако учитывать, что удельная прочность в большей степени зависит от чистоты металла и способа его получения. Сравнение приведенных данных по удельной прочности показывает значительное преимущество молибдена и ниобия, по сравнению вольфрамом и танталом. Отмеченное справедливо до 1370 °С.

Название металла Удельная прочность, кГ/мм2, Г/см3
Молибден 8,9
Ниобий 7,0
Тантал 2,3
вольфрам 5,17

Температура перехода металлов в сверхпроводящее состояние

Металл °К
Титан 0,53
Ванадий 5,1
Цирконий 0,7
Ниобий 9,17
Молибден 0,9-0,98
Гафний 0,35
Тантал 4,40
Рений 1,7
Вольфрам 0,05

Тантал

Зависимость механических свойств тантала от температуры

Температура °С σв σт δ,%
кГ/мм2
25 47,1 40,4 25,3
100 41,7 29,9 24,6
205 39,4 24,9 12,6
316 52 26,6 18,0
427 45,9 23,5 24,3
538 42,1 18,4 16,2
649 31,4 13,3 17,3
760 21,3 11,9 23,1
871 15,6 8,5 32,1
982 15,2 8,7 33,!
1093 11,8 5,7 43,1
1205 10,3 5,3 47,2
1882 6,16 3,2 39,0
2180 3,025 1,51 34,0
2417 2,46 1,24 44,0
2767 1,24 0,86 11,0
2817 0,997 0,80 13,0

Твердость (по Виккерсу) тантала в зависимости от температуры

Температура, °C Слиток плавки,
испытанный в вакууме
Металл очищен электронно-лучевой плавкой, переплавлен в дуговой печи
20 - 89
25 57 -
200 44 -
400 41 82
600 37 73
800 25 37
900 10 -
1000 - 29
1200 - 21

Скорости ползучести тантала

Температура испытания, °С Напряжение кГ/мм2 Время до разрушения, ч Скорость ползучести, %ч,
800 11 239 0,030
12 67 0,180
900 99 99 0,190
37 37 0,525
4 4 4,800

Молибден

Изменение предела прочности молибдена в зависимости от температуры

Изменение предела прочности молибдена
в зависимости от температуры

Скорости ползучести молибдена при 1400°С

Напряжение, кГ/мм2 Время до разрушения, ч Скорость ползучести, %ч
2,0 94 0,133
2,5 32,5 0,475
4,0 4,5 3,500
5,0 0,5 18,400

Вольфрам

Механические свойства вольфрама

Состояние При 20°С При 400°С
σв HB E δ ψ µ σв δ ψ
кГ/мм2 % кГ/мм2 %
Деформированное 90 415 40∙103 0 0 0,29 72-78 12-15 40-60
Рекристаллизованное 50 320 40∙103 0 0 0,29 30 0-5 0-5

Ниобий

Механические свойства ниобия различных сортов при 20°С

Способ изготовления и состояние Твердость в литом состоянии кГ/мм2 σb
кГ/мм2 (предел прочности)
σ0,2
Кг/мм2 (предел прочности)
δ, % (относительное удлинение) ψ, % (относительное сужение)
HB HV
Спеченный: нагартованный - 116-145 70 - 1-2 -
рекристаллизованный - - 24-35 - 16-50 -
Дуговой плавки: Нагартованный - 120-190 62,5 52,5 12,5 60,0
рекристаллизованный - - 32-35 22,5-24 50 88,0
Электроннолучевой: плавки нагартованный 60-65 90-100 42,5 35,5 23,0 89,0
Рекристаллизованный - - 22,5 15 60,0 96,0

Таблица перевода чисел твердости

Твердость по Роквеллу Твердость по Виккерсу (HV) Твердость по Бринелю (HB)
По шкале С (HRC) По шкале А (HRA)
70 86,5 1076 -
69 86,0 1004 -
68 85,5 942 -
67 85,0 894 -
66 84,5 854 -
65 84,0 820 -
64 83,5 769 -
63 83,0 763 -
62 82,5 739 -
61 81,5 715 -
60 81,0 695 -
50 76,0 513 -
49 75,5 498 -
48 74,5 485 -
47 74,0 471 448
46 73,5 458 437
45 73,0 446 425
44 72,5 435 415
42 71,5 413 393
40 70,5 393 372
30 - 301 283
28 - 285 270
26 - 271 260
24 - 257 250
22 - 246 240
20 - 236 230

Механические свойства листов из сплава TZM

Толщина листа, мм Минимальный предел прочности, кГ/мм2 Минимальный предел текучести, кГ/мм2 Минимальное удлинение (на длине 50,8 мм), %
20° 1200° 20° 1200° 20° 1200°
0,25-0,64 98,4 35,2 80,9 17,6 4 5
0,64-1,15 94,9 35,2 77,3 17,6 5 6
1,15-2,28 91,4 35,2 74,8 17,6 7 8
2,28-4,75 91,4 35,2 74,8 17,6 8 10

Упругие свойства тугоплавких металлов

Металл Коэффициент сжимаемости,
Х106 см2/кГ
Модуль нормальной упругости,
кГ/мм2
Модуль сдвига,
кГ/мм2
Коэффициент Пуассона
Титан - 9000-10000 - -
Цирконий 1,097 8960 3330 0,35
Гафний - 9800-14060 - -
Ванадий - 13500 - -
Ниобий - 9080 8820 0,39
Тантал 0,52 18830 7000 0,35
Хром - 25000 - -
Молибден 0,347 33630 12200 0,31
Вольфрам 0,293 41500 15140 0,30
Рений - 47000 - -
Рутений - 42000 - -
Родий - 28640 - -
Осмий - 57000 - -
Иридий - 53830 - -
Платина - 15320 - -

Коэффициент теплопроводности тугоплавких металлов

Элемент T °C Коэффициент теплопроводности k Вт/м∙К
Ванадий 20 33,2
Вольфрам 27 130
Молибден 27 162
Ниобий 27 53
Тантал 27 63
Хром 27 67
Цирконий 50 20,96

Термодинамические свойства тугоплавких металлов

Элемент Удельная теплоемкость,
Дж/К∙моль
Теплота плавления,
кДж/моль
Теплота испарения,
кДж/моль
Ванадий 0,485 17,5 460
Вольфрам 24,8 35 824
Молибден 0,251 28 590
Ниобий 0,268 26,8 680
Тантал 0,140 24,7 758
Хром 0,488 21 342
Цирконий 0,281 19,2 567

Обозначение символов:

  • σв — предел прочности;
  • σт— предел текучести;
  • σ0,2 — предел текучести при котором остаточные деформации составляют 0,2 % от длины испытываемого образца;
  • δ — относительное удлинение;
  • ψ — относительное сужение;
  • k — коэффициент теплопроводности;
  • HB — твердость по Бринеллю;
  • HV — твердость по Виккерсу;
  • HR — твердость по Роквеллу.