Lámina de aleación de molibdeno-renio

La aleación de molibdeno-renio es una aleación compuesta de molibdeno como elemento base y renio como elemento de aleación. La aleación presenta un efecto de renio para mejorar la plasticidad y el contenido de renio en la aleación es generalmente del 11% al 50% (fracción en masa).

El molibdeno metálico refractario no solo tiene una excelente conductividad térmica, conductividad eléctrica y resistencia a la corrosión, sino que también tiene un bajo coeficiente de expansión térmica, alta dureza y buena resistencia a altas temperaturas, por lo que el molibdeno en la industria electrónica, la industria aeroespacial, la industria energética y otros campos. una amplia gama de usos. Sin embargo, el molibdeno metálico puro es relativamente frágil a temperatura ambiente, tiene un rendimiento de procesamiento deficiente, un rendimiento de soldadura deficiente, se oxida fácilmente y presenta fragilidad por recristalización y otros puntos, todo lo cual limita la aplicación del molibdeno metálico puro. Agregar una cierta cantidad de elementos de aleación como C, B, K, Si, Al, Re y elementos de tierras raras es una forma eficaz de mejorar la fragilidad del molibdeno metálico. Entre ellos, el papel del elemento de aleación renio es el más destacado; la adición del elemento renio no solo puede mejorar el rendimiento del molibdeno a temperatura ambiente y el rendimiento de la soldadura, sino que también puede mejorar el rendimiento del molibdeno a altas temperaturas.

Desde que se descubrió que la aleación Mo50Re tiene mejor plasticidad y resistencia que el molibdeno en 1955, muchos investigadores han llevado a cabo investigaciones detalladas y profundas sobre las propiedades de la microestructura y la tecnología de procesamiento de la aleación de molibdeno y renio. En las primeras investigaciones, el ruso Savitsky hizo una contribución significativa a los resultados de su propia investigación en su monografía. Davidson y cols. Estudió sistemáticamente las constantes elásticas de las aleaciones de molibdeno-renio.

En los últimos años, Garin et al. han preparado aleaciones de molibdeno-renio mediante el método de pulvimetalurgia de sinterización a temperatura media, y luego Mannheim et al. han estudiado el fenómeno de endurecimiento por trabajo de las aleaciones. Todd y cols. Estudió las propiedades mecánicas y la microestructura de varias aleaciones de molibdeno-renio. Bernd et al. centrado en las propiedades de fatiga a alta temperatura de las aleaciones de molibdeno-renio. Debido al alto precio del renio, Xing Yinghua et al. Estudió sistemáticamente el efecto de la adición de una pequeña cantidad de renio sobre las propiedades de la microestructura del molibdeno. Las aleaciones de molibdeno-renio producidas por Rhenium Alloys, Inc. incluyen polvos, alambres, láminas, tubos y varillas de aleaciones de molibdeno-renio. Sus principales componentes son Mo41Re, Mo44.5Re y Mo47.5Re. Pero como el renio es caro, en los últimos años muchos investigadores se han centrado en aleaciones con bajo contenido de renio.

El estudio de la aleación de molibdeno-renio Mannheim et al. demostró que no se encontraron grietas obvias en lingotes de aleación de MO25Re y Mo50Re de pulvimetalurgia después de una deformación del 25% a temperatura ambiente. También se ha informado que un lingote de aleación de molibdeno y renio que contiene un 35% de Re puede deformarse más del 90% a temperatura ambiente sin agrietarse. Sin embargo, la apertura de la aleación de molibdeno y renio generalmente se selecciona para el procesamiento en caliente, la temperatura de deformación del paso inicial es superior a 1400 grados y la tasa de deformación es superior al 20%. Las aleaciones de molibdeno-renio, una vez abiertas, se procesan generalmente en frío o incluso a temperatura ambiente. El recocido por recristalización se lleva a cabo cuando la tasa de deformación total alcanza el 50% ~ 90%.

Propiedades mecánicas: propiedades elásticas de las aleaciones de molibdeno y renio.
El renio puro tiene un módulo de elasticidad sólo superado por el osmio, con un valor de 468 GPa, y el molibdeno puro tiene un módulo de elasticidad de 330 GPa. El módulo de elasticidad de la aleación de molibdeno y renio está entre los dos. Cuando el contenido de renio es inferior al 52%, el módulo de Young, el módulo de corte y la relación de Poisson aumentan con el aumento del contenido de renio. Cuando el contenido de renio alcanza el 43%, el módulo de Young y el módulo de corte tienen un valor máximo. El elemento renio puede cambiar la anisotropía de la aleación de molibdeno; con el aumento del contenido de renio, la constante elástica en la dirección de (100) disminuye, mientras que la constante elástica en la dirección de (110) y (111) aumenta, cuando el renio El contenido es del 50%, la aleación de molibdeno y renio se comporta de forma isotrópica y la constante elástica es la misma en diferentes direcciones.

Propiedades mecánicas de las aleaciones de molibdeno-renio: resistencia y alargamiento.
El renio no solo puede mejorar la resistencia del molibdeno a temperatura ambiente y alta temperatura, sino también mejorar la plasticidad del molibdeno. La resistencia a la tracción del molibdeno puro a temperatura ambiente es de aproximadamente 65 0 MPa, y la resistencia a la tracción de la aleación de molibdeno y renio con alto contenido de renio puede alcanzar más de 1000 MPa. El alargamiento del molibdeno puro a temperatura ambiente es 0 y el alargamiento de la aleación de molibdeno-renio puede alcanzar más del 20%. A 1473 K, la resistencia a la tracción del Mo47.5Re es de 230 MPa y el alargamiento es del 8%, mientras que la resistencia a la tracción del molibdeno puro es de sólo 100 MPa. Con el aumento del contenido de renio, el factor de tensión y el índice de endurecimiento aumentan, pero el factor de tensión de la aleación de molibdeno-renio es mucho menor que el del renio puro. Por lo tanto, el fenómeno de endurecimiento por trabajo de la aleación de molibdeno y renio es mucho menor que el del renio puro, y el rendimiento de procesamiento de la aleación de molibdeno y renio es mejor que el del renio puro.

Aleaciones de molibdeno y renio Propiedades mecánicas de las aleaciones de molibdeno y renio: propiedades de fluencia
La propiedad de fluencia a alta temperatura es un índice importante para medir la propiedad de los metales a alta temperatura. Bernd et al han trabajado en varios componentes de aleaciones de molibdeno-renio a 1600 grados, 25 MPa. En comparación con otras aleaciones de molibdeno-renio, la aleación Mo51Re tiene mayor plasticidad y mayor tasa de fluencia, por lo que su tiempo de fractura es más corto.

Aplicación de aleación de molibdeno y renio.
La aleación de molibdeno y renio se puede utilizar como material objetivo de tubo de rayos X giratorio de alta velocidad, placa de rejilla de larga duración para comunicación por microondas, tubo de calentamiento del núcleo del reactor espacial, elemento calefactor de horno de alta temperatura, termopar de alta temperatura, etc. La resistencia a la tracción y la ductilidad de las aleaciones de molibdeno-renio a temperatura ambiente aumentan con el aumento del contenido de renio. Mo-5%Re y Mo-41%Re se utilizan generalmente como materiales de alambre de termopar para materiales estructurales aeroespaciales. Mo-50%Re se utiliza como material estructural de alta temperatura.

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