Molybdän-Rhenium-Legierungsfolie

Eine Molybdän-Rhenium-Legierung ist eine Legierung bestehend aus Molybdän als Grundelement und Rhenium als Legierungselement. Die Legierung weist einen Rheniumeffekt zur Verbesserung der Plastizität auf, und der Rheniumgehalt in der Legierung beträgt im Allgemeinen 11 % bis 50 % (Massenanteil).

Feuerfestes Metall Molybdän hat nicht nur eine ausgezeichnete Wärmeleitfähigkeit, elektrische Leitfähigkeit und Korrosionsbeständigkeit, sondern hat auch einen niedrigen Wärmeausdehnungskoeffizienten, eine hohe Härte und eine gute Hochtemperaturfestigkeit, so dass Molybdän in der Elektronikindustrie, Luft- und Raumfahrtindustrie, Energieindustrie und anderen Bereichen eingesetzt wird ein breites Einsatzspektrum. Das reine Molybdänmetall ist jedoch bei Raumtemperatur relativ spröde, weist eine schlechte Verarbeitungsleistung, eine schlechte Schweißleistung, eine leichte Oxidation, Rekristallisationssprödigkeit und andere Punkte auf, die alle die Anwendung von reinem Molybdänmetall einschränken. Die Zugabe einer bestimmten Menge an Legierungselementen wie C, B, K, Si, Al, Re und Seltenerdelementen ist eine wirksame Möglichkeit, die Sprödigkeit des metallischen Molybdäns zu verbessern. Unter diesen spielt das Legierungselement Rhenium die wichtigste Rolle. Durch die Zugabe des Rheniumelements kann nicht nur die Raumtemperaturleistung von Molybdän und die Schweißleistung verbessert werden, sondern auch die Hochtemperaturleistung von Molybdän.

Seit 1955 festgestellt wurde, dass die Mo50Re-Legierung eine bessere Plastizität und Festigkeit als Molybdän aufweist, haben viele Forscher detaillierte und eingehende Untersuchungen zu den Mikrostruktureigenschaften und der Verarbeitungstechnologie der Molybdän-Rhenium-Legierung durchgeführt. In der frühen Forschung leistete der Russe Savitsky in seiner Monographie einen wesentlichen Beitrag zu seinen eigenen Forschungsergebnissen. Davidson et al. untersuchte systematisch die elastischen Konstanten von Molybdän-Rhenium-Legierungen.

In den letzten Jahren wurden Molybdän-Rhenium-Legierungen durch das pulvermetallurgische Verfahren des Sinterns bei mittlerer Temperatur von Garin et al. hergestellt, und dann untersuchten Mannheim et al. das Phänomen der Kaltverfestigung der Legierungen. Todd et al. untersuchte die mechanischen Eigenschaften und die Mikrostruktur verschiedener Molybdän-Rhenium-Legierungen. Bernd et al. Der Schwerpunkt lag auf den Ermüdungseigenschaften von Molybdän-Rhenium-Legierungen bei hohen Temperaturen. Aufgrund des hohen Preises von Rhenium haben Xing Yinghua et al. untersuchte systematisch die Auswirkung der Zugabe einer kleinen Menge Rhenium auf die Mikrostruktureigenschaften von Molybdän. Zu den von Rhenium Alloys, Inc. hergestellten Molybdän-Rhenium-Legierungen gehören Pulver, Drähte, Bleche, Rohre und Stäbe aus Molybdän-Rhenium-Legierungen. Seine Hauptbestandteile sind Mo41Re, Mo44.5Re und Mo47.5Re. Da Rhenium jedoch teuer ist, haben sich viele Forscher in den letzten Jahren auf Legierungen mit niedrigem Rheniumgehalt konzentriert.

Die Untersuchung der Molybdän-Rhenium-Legierung Mannheim et al. zeigten, dass im pulvermetallurgischen MO25Re- und Mo50Re-Legierungsbarren nach 25 % Verformung bei Raumtemperatur keine offensichtlichen Risse festgestellt wurden. Es wurde auch berichtet, dass Barren aus einer Molybdän-Rhenium-Legierung mit 35 % Re sich bei Raumtemperatur um mehr als 90 % verformen können, ohne zu reißen. Dennoch wird die Öffnung einer Molybdän-Rhenium-Legierung im Allgemeinen für die Warmverarbeitung ausgewählt, die Verformungstemperatur des ersten Durchgangs beträgt mehr als 1400 Grad und die Verformungsrate beträgt mehr als 20 %. Molybdän-Rhenium-Legierungen werden nach dem Öffnen im Allgemeinen kalt oder sogar bei Raumtemperatur verarbeitet. Das Rekristallisationsglühen wird durchgeführt, wenn die Gesamtverformungsrate 50 % bis 90 % erreicht.

Mechanische Eigenschaften – elastische Eigenschaften von Molybdän-Rhenium-Legierungen
Reines Rhenium hat mit einem Wert von 468 GPa einen Elastizitätsmodul, der nur von Osmium übertroffen wird, und reines Molybdän hat einen Elastizitätsmodul von 330 GPa. Der Elastizitätsmodul der Molybdän-Rhenium-Legierung liegt zwischen den beiden. Wenn der Rheniumgehalt weniger als 52 % beträgt, erhöhen sich der Elastizitätsmodul, der Schermodul und die Poissonzahl mit zunehmendem Rheniumgehalt. Wenn der Rheniumgehalt 43 % erreicht, haben der Elastizitätsmodul und der Schermodul einen Maximalwert. Das Element Rhenium kann die Anisotropie der Molybdänlegierung verändern. Mit zunehmendem Rheniumgehalt nimmt die elastische Konstante in Richtung (100) ab, während die elastische Konstante in Richtung (110) und (111) zunimmt, wenn Rhenium enthalten ist Bei einem Gehalt von 50 % verhält sich die Molybdän-Rhenium-Legierung isotrop und die Elastizitätskonstante ist in verschiedenen Richtungen gleich.

Mechanische Eigenschaften von Molybdän-Rhenium-Legierungen – Festigkeit und Dehnung
Rhenium kann nicht nur die Festigkeit von Molybdän bei Raumtemperatur und hohen Temperaturen verbessern, sondern auch die Plastizität von Molybdän verbessern. Die Zugfestigkeit von reinem Molybdän bei Raumtemperatur beträgt etwa 65 0 MPa, und die Zugfestigkeit einer Molybdän-Rhenium-Legierung mit hohem Rheniumgehalt kann mehr als 1000 MPa erreichen. Die Dehnung von reinem Molybdän beträgt bei Raumtemperatur 0, und die Dehnung von Molybdän-Rhenium-Legierungen kann mehr als 20 % erreichen. Bei 1473 K beträgt die Zugfestigkeit von Mo47,5Re 230 MPa und die Dehnung 8 %, während die Zugfestigkeit von reinem Molybdän nur 100 MPa beträgt. Mit zunehmendem Rheniumgehalt nehmen der Spannungsfaktor und der Härtungsindex zu, aber der Spannungsfaktor einer Molybdän-Rhenium-Legierung ist viel kleiner als der von reinem Rhenium. Daher ist das Kaltverfestigungsphänomen einer Molybdän-Rhenium-Legierung viel geringer als das von reinem Rhenium, und die Verarbeitungsleistung einer Molybdän-Rhenium-Legierung ist besser als die von reinem Rhenium.

Molybdän-Rhenium-Legierungen Mechanische Eigenschaften von Molybdän-Rhenium-Legierungen – Kriecheigenschaften
Die Hochtemperaturkriecheigenschaft ist ein wichtiger Index zur Messung der Hochtemperatureigenschaft von Metallen. Bernd et al. haben an verschiedenen Komponenten von Molybdän-Rhenium-Legierungen bei 1600 Grad und 25 MPa gearbeitet. Im Vergleich zu anderen Molybdän-Rhenium-Legierungen weist die Mo51Re-Legierung eine höhere Plastizität und eine höhere Kriechgeschwindigkeit auf, sodass ihre Bruchzeit kürzer ist.

Anwendung einer Molybdän-Rhenium-Legierung
Eine Molybdän-Rhenium-Legierung kann als Zielmaterial für rotierende Röntgenröhren mit hoher Geschwindigkeit, als langlebige Gitterplatte für die Mikrowellenkommunikation, als Heizröhre für den Kern eines Weltraumreaktors, als Heizelement für Hochtemperaturöfen, als Hochtemperatur-Thermoelement usw. verwendet werden. Die Zugfestigkeit und der Duktilitätswiderstand von Molybdän-Rhenium-Legierungen bei Raumtemperatur nehmen mit zunehmendem Rheniumgehalt zu. Mo-5%Re und Mo-41%Re werden üblicherweise als Thermoelementdrahtmaterialien für Strukturmaterialien in der Luft- und Raumfahrt verwendet. Mo-50%Re wird als Hochtemperatur-Strukturmaterial verwendet.

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