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Le terme «métal réfractaire» est utilisé pour décrire un groupe d'éléments métalliques présentant des points de fusion exceptionnellement élevés et résistant à l'usure, à la corrosion et à la déformation.
Les utilisations industrielles du terme métal réfractaire font le plus souvent référence à cinq éléments couramment utilisés:
- Molybdène (Mo)
- Niobium (Nb)
- Rhénium (Re)
- Tantale (Ta)
- Tungstène (W)
Cependant, des définitions plus larges ont également inclus les métaux moins couramment utilisés:
- Chrome (Cr)
- Hafnium (Hf)
- Iridium (Ir)
- Osmium (Os)
- Rhodium (Rh)
- Ruthénium (Ru) > Titane (Ti)
- Vanadium (V)
- Zirconium (Zr)
- Les caractéristiques
La caractéristique d'identification des métaux réfractaires est leur résistance à la chaleur. Les cinq métaux réfractaires industriels ont tous des points de fusion supérieurs à 2000 ° C (3632 ° F).
Les métaux réfractaires sont également très résistants aux chocs thermiques, ce qui signifie que le réchauffement et le refroidissement répétés ne provoquent pas facilement de dilatation, de stress et de fissures.
Les métaux ont tous des densités élevées (ils sont lourds) ainsi que de bonnes propriétés de conductivité électrique et thermique.
En raison de leur capacité à former une couche protectrice, les métaux réfractaires sont également résistants à la corrosion, bien qu'ils s'oxydent facilement à des températures élevées.
Métaux réfractaires et métallurgie des poudres
En raison de leurs points de fusion et de leur dureté élevés, les métaux réfractaires sont le plus souvent traités sous forme de poudre et ne sont jamais fabriqués par moulage.
Les poudres métalliques sont fabriquées selon des tailles et des formes spécifiques, puis mélangées pour créer le bon mélange de propriétés avant d'être compactées et frittées.
Le frittage consiste à chauffer la poudre de métal (dans un moule) pendant une longue période. Sous la chaleur, les particules de poudre commencent à se lier, formant une pièce solide.
Le frittage peut lier les métaux à des températures inférieures à leur point de fusion, ce qui constitue un avantage significatif pour les métaux réfractaires.
Poudres de carbure
L'une des premières utilisations de nombreux métaux réfractaires est apparue au début du XXe siècle avec le développement des carbures cémentés.
Widia
, le premier carbure de tungstène disponible dans le commerce, développé par Osram Company (Allemagne) et commercialisé en 1926. Ceci a conduit à d'autres tests avec des métaux durs et résistants à l'usure, conduisant finalement au développement de carbures frittés modernes. . Les produits des carbures sont souvent enrichis de mélanges de différentes poudres.Ce processus de mélange permet l'introduction de propriétés bénéfiques à partir de différents métaux, produisant ainsi des matériaux supérieurs à ce qui pourrait être créé par un métal individuel. Par exemple, la poudre originale de Widia était constituée de 5 à 15% de cobalt.
Note: Voir les propriétés des métaux réfractaires dans le tableau au bas de la page.
Applications
Les alliages et les carbures métalliques réfractaires sont utilisés dans presque toutes les grandes industries, notamment l'électronique, l'aérospatiale, l'automobile et les produits chimiques , l'exploitation minière, la technologie nucléaire, le traitement des métaux et les prothèses.
La liste suivante des utilisations finales des métaux réfractaires a été établie par la Refractory Metals Association:
Métal de tungstène
Filaments de lampes à incandescence, fluorescentes et automobiles
- Anodes et cibles pour tubes à rayons X > Supports semi-conducteurs
- Électrodes pour le soudage à l'arc sous gaz inerte
- Cathodes haute capacité
- Électrodes pour le xénon sont des lampes
- Systèmes d'allumage automobile
- Buses pour fusées
- Émetteurs électroniques pour tubes
- Eléments chauffants et écrans radiants
- Eléments d'alliage dans les aciers et les superalliages
- Renforcement dans les composites à matrice métallique
- Catalyseurs dans les procédés chimiques et pétrochimiques
- Lubrifiants
- Molybdène
- Alliages dans les fers, aciers, aciers inoxydables, aciers à outils et superalliages à base de nickel
- Broches de meule de haute précision
Métallisation par pulvérisation
- Filières de moulage sous pression
- Composants de missiles et de fusées
- Électrodes et agitateurs en verre fabrication
- Chauffage de four électrique éléments, bateaux, boucliers thermiques et doublures de silencieux
- Pompes, graisseurs, vannes, agitateurs et puits à thermocouple de zinc
- Production de barres de commande de réacteurs nucléaires
- Électrodes de commutation
- Supports et redresseurs pour transistors et redresseurs > Filaments et fils de support pour phares d'automobile
- Obturateurs de tubes sous vide
- Jupettes, cônes et écrans thermiques
- Composants de missile
- Supraconducteurs
- Équipement de traitement chimique
- Écrans thermiques dans un aspirateur haute température fours
- Additifs d'alliages en alliages ferreux et supraconducteurs
- Carbure de tungstène cémenté
- Carbure de tungstène cémenté
- Outils de coupe pour l'usinage des métaux
- Équipements nucléaires
Outils de forage minier et pétrolier
- Rouleaux de formage des métaux
- Guides de filetage
- Tungstène Métal lourd
- Douilles
- Sièges de soupape
- Lames pour couper les matériaux durs et abrasifs
Points de stylo à bille
- Scies et exercices de maçonnerie
- Heavy Metal
- Blindages contre les rayonnements
- Contrepoids d'avion
- Contrepoids de montres automatiques
- Mécanismes d'équilibrage de caméra aérienne
- Poids d'équilibrage de pale d'hélicoptère
- REPLACEs de poids club doré
- Corps de dards
- Fusibles d'armement
- Amortissement de vibrations
- Militaire Ordnance
- Pistolet de fusil
- Tantale
- Condensateurs électrolytiques
- Échangeurs de chaleur
- Baïonnettes
Puits de thermomètre
- Filaments de tubes à vide
- Équipements de traitement chimique
- Composants de fours à haute température
- Creusets pour la manipulation de métal en fusion et d'alliages
- Outils de coupe
- Composants de moteurs aérospatiaux
- Implants chirurgicaux
- Additifs d'alliage en superalliages
- Propriétés physiques des métaux réfractaires
- Type
- Unité < Mo
- Ta
Nb
| W | Rh | Zr | Pureté commerciale typique | 99.95% | 99. 9% | 99. 9% | |
| 99. 95% | 99. 0% | 99. 0% | Densité | cm / cc | 10. 22 | 16. 6 | 8. 57 |
| 19. 3 | 21. 03 | 6. 53 | lbs / en | 2 | 0. 369 | 0. 60 | |
| 0. 310 | 0. 697 0. 760 | 0. 236 | Point de fusion | Celsius | 2623 | 3017 | 2477 |
| 3422 | 3180 | 1852 | ° F | 4753. 4 | 5463 | 5463 | |
| 6191. 6 | 5756 | 3370 | Point d'ébullition | Celcius | 4612 | 5425 | 4744 |
| 5644 | 5627 | 4377 | ° F | 8355 | 9797 | 8571 | |
| 10, 211 | 10, 160. 6 | 7911 | Dureté typique | DPH (vickers) | 230 | 200 | 130 |
| 310 | - | 150 | Conductivité thermique (@ 20 ° C) | cal / cm | 2 | / cm ° C / sec | - |
| 0. 13 | 0. 126 0. 397 0. 17 | - | Coefficient de dilatation thermique | ° C x 10 | -6 | 4. 9 | 6. 5 |
| 7. 1 | 4. 3 6. 6 | - | Résistivité électrique | Micro-ohm-cm | 5. 7 | 13. 5 | 14. 1 |
| 5. 5 | 19. 1 | 40 | Conductivité électrique | % IACS | 34 | 13. 9 | 13. 2 |
| 31 | 9. 3 | - | Résistance à la traction (KSI) | Ambiante | 120-200 | 35-70 | 30-50 |
| 100-500 | 200 | - - | 500 ° C | 35-85 | 25-45 | 20-40 | |
| 100-300 | 134 | - | 1000 ° C | 20-30 | 13-17 | 5-15 | |
| 50-75 | 68 | - | Allongement minimum (jauge de 1 pouce) | Ambient < 45 | 27 | 15 | 59 |
| 67 | - | Module d'élasticité | 500 ° C | 41 | 25 | 13 > 55 | 55 |
| 1000 ° C | 39 | 22 | 11. 5 | 50 | - | ||
| - |
| Source: // www. edfagan. com |
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