[拼音]：tanhejin

[外文]：tantalum alloys

以鉭為基加入其他元素組成的合金。鉭的陽極氧化膜很穩(wěn)定，耐蝕，介電性能優(yōu)異，適于制造電解電容器。鉭抗化學(xué)腐蝕能力強，除氟化氫、三氧化硫、氫氟酸、熱濃硫酸和堿外，能抗御一切有機和無機酸的腐蝕，因而可用作化學(xué)工業(yè)和醫(yī)學(xué)的耐蝕材料。鉭的碳化物是制造硬質(zhì)合金的重要添加劑。此外，鉭也用于某些電子管中。1958年，Ta-10W合金投入生產(chǎn)。20世紀60年代，鉭合金作為高溫結(jié)構(gòu)材料用于航天工業(yè)上。鉭和鉭合金產(chǎn)品有板材、帶材、箔材、棒材、線材、異型件和燒結(jié)制品等。中國在50年代末開始研究鉭的冶煉和塑性加工，60年代中期已能生產(chǎn)鉭及其合金的制品。

合金強化

在難熔金屬中，鉭的低溫塑性是最好的，它的塑性-脆性轉(zhuǎn)變溫度低于－196℃。研制鉭合金必須考慮保持鉭的優(yōu)異的低溫塑性。鉭合金多采用固溶強化的方法，也采用固溶和沉淀強化相結(jié)合的方法來提高強度，在周期表中鉭的毗鄰元素有的能在鉭中完全固溶，有的溶解度很大。強化效果最明顯的置換固溶元素是錸、鎢、鋯和鉿。加入元素量如超過一定范圍，會損害鉭的低溫塑性（見圖）。一般認為加入的原子百分比應(yīng)少于12～14％。間隙元素氮、碳和氧對提高鉭的強度效果不大，卻使鉭的低溫塑性和加工塑性受到明顯的損害。這些間隙元素與活性元素鋯或鉿形成彌散的沉淀相時，才有明顯的強化效果。由Ta-10W發(fā)展出來的Ta-10W-2.5Hf-0.01C合金是固溶和沉淀強化相結(jié)合的典型合金(見金屬的強化)。鉭和幾種典型的鉭合金的力學(xué)性能見表。表中所列材料塑性-脆性轉(zhuǎn)變溫度都低于-196℃。

坯錠

鉭及其合金坯料可用粉末冶金工藝或熔煉工藝生產(chǎn)。粉末冶金工藝多用于生產(chǎn)小型鉭制品和加工用的坯料。用熱還原法或電解法制得的粉末鉭原料，經(jīng)壓制成型后進行真空燒結(jié)。燒結(jié)工藝取決于對產(chǎn)品的使用要求。一次燒結(jié)(1600～2200℃)用于生產(chǎn)熔煉用電極和多孔陽極。二次燒結(jié)用于生產(chǎn)鍛造、軋制和拉拔等塑性加工用的坯料。兩次燒結(jié)之間常進行鍛造或軋制，加工率約50％。二次燒結(jié)溫度為2000～2700℃。

真空自耗電弧和電子束熔煉工藝是制取鉭及其合金鑄錠的常用方法。電子束熔煉工藝主要用于鉭的提純，自耗電弧熔煉工藝可制取大直徑和合金成分更均勻的鑄錠，自耗電弧熔煉的電極可用燒結(jié)棒或電子束熔煉錠制成，熔煉法得到的鑄錠晶粒粗大，常需開坯破碎鑄態(tài)晶粒以提高塑性。為使鉭進一步提純或制備單晶可使用電子束區(qū)域熔煉法。

塑性加工

純鉭的塑性良好，變形抗力小，加工硬化率較小，各種型材和異型零部件都可用塑性加工方法制得。純鉭在室溫下可軋成板材、帶材、箔材、管材和棒材，加工率可達90％以上。為減輕氧化，純鉭塑性加工常在室溫或 500℃以下進行。鉭合金由于強度高和鑄錠塑性差，須先在1200℃以上進行開坯，以后的加工工藝與純鉭相同。開坯的擠壓比應(yīng)大于4，鍛造比應(yīng)大于2。錠坯在加熱開坯時，要防止氣體污染而使材料塑性下降。為保證產(chǎn)品有良好沖壓和旋壓性能，要用交叉軋制。交叉軋制前的加工率應(yīng)保持在80％左右。鉭板通過旋壓和深沖可制成杯、帽、管、錐體、噴管等不同形狀的零件。供拉絲用的旋鍛棒直徑一般為2.5毫米。由于鉭質(zhì)軟，易和模具粘結(jié)和劃傷表面，拉絲時常先使線材表面經(jīng)過陽極氧化形成氧化膜，并用蜂蠟潤滑。

焊接

真空電子束焊接和惰性氣體保護鎢極焊接工藝，可制取塑性-脆性轉(zhuǎn)變溫度低的焊件。這種焊接工藝制得的焊接鉭管，可滿足化工部門的使用要求。鉭還可和不銹鋼、鈦合金、鎳合金和碳鋼焊接在一起。用高能率成形（爆炸法）可使鋼和鉭復(fù)合成雙金屬，是制造大型耐蝕設(shè)備內(nèi)襯的有效方法。

切削加工

鉭和鉭合金容易磨損和粘結(jié)刀具，宜用高速鋼刀具，并用四氯化碳等有機溶劑冷卻。磨削加工宜用碳化硅砂輪，因氧化鋁砂輪易使磨面龜裂。

熱處理

主要有退火和固溶時效處理。為防止大氣污染，鉭合金的熱處理必須在10^-4托的真空中或高純惰性氣體中進行，有時甚至需要用鉭箔把產(chǎn)品包裹起來。

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標(biāo)簽：鉭合金

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