تطبيق المعادن الحرارية

المعادن المقاومة للحرارة هي نوع من المواد المعدنية التي تتمتع بمقاومة ممتازة للحرارة ونقطة انصهار عالية للغاية.

هذه العناصر المقاومة للحرارة، بالإضافة إلى مجموعة متنوعة من المركبات والسبائك المكونة لها، لها العديد من الخصائص المشتركة. بالإضافة إلى نقطة الانصهار العالية، فهي تتمتع أيضًا بمقاومة عالية للتآكل، وكثافة عالية، وتحافظ على قوة ميكانيكية ممتازة في درجات الحرارة العالية. وتعني هذه الخصائص أنه يمكن استخدام المعادن المقاومة للحرارة في العديد من المجالات، مثل أقطاب صهر الزجاج وأجزاء الأفران وأهداف الرش والمشعات والبوتقات. قدم خبراء من قسم التكنولوجيا في RSM المعدنين الحراريين الأكثر استخدامًا وتطبيقاتهما، وهما الموليبدينوم والنيوبيوم.

الموليبدينوم

وهو المعدن الحراري الأكثر استخدامًا وله خواص ميكانيكية ممتازة تحت درجة حرارة عالية وتمدد حراري منخفض وموصلية حرارية عالية.

تعني هذه الخصائص أنه يمكن استخدام الموليبدينوم لتصنيع أجزاء متينة لتطبيقات الحرارة العالية، مثل الأجزاء الحاملة، ووسادات فرامل المصاعد، وأجزاء الفرن، وقوالب الحدادة. يستخدم الموليبدينوم في المشعات بسبب موصليته الحرارية العالية (138 واط/(م·ك)).

بالإضافة إلى خواصه الميكانيكية والحرارية، فإن الموليبدينوم (2 × 107S/m)، مما يجعل الموليبدينوم يستخدم في صناعة قطب صهر الزجاج.

عادة ما يتم خلط الموليبدينوم مع معادن مختلفة للتطبيقات التي تتطلب قوة حرارية، لأن الموليبدينوم لا يزال يتمتع بقوة عالية حتى في درجات الحرارة المرتفعة. TZM عبارة عن سبيكة قاعدة موليبدينوم مشهورة، تحتوي على 0.08% زركونيوم و0.5% تيتانيوم. تبلغ قوة هذه السبيكة عند 1100 درجة مئوية حوالي ضعف قوة الموليبدينوم غير المخلوط، مع تمدد حراري منخفض وموصلية حرارية عالية.

النيوبيوم

النيوبيوم، وهو معدن مقاوم للحرارة، لديه ليونة عالية. يتمتع النيوبيوم بقابلية معالجة عالية حتى في درجات الحرارة المنخفضة، وله أشكال عديدة، مثل الرقائق والألواح والألواح.

باعتباره معدنًا مقاومًا للحرارة، يتمتع النيوبيوم بكثافة منخفضة، مما يعني أنه يمكن استخدام سبائك النيوبيوم لتصنيع مكونات حرارية عالية الأداء وخفيفة الوزن نسبيًا. ولذلك، عادة ما تستخدم سبائك النيوبيوم مثل C-103 في محركات الصواريخ الفضائية.

يتمتع C-103 بقوة ممتازة في درجات الحرارة العالية ويمكنه تحمل درجات حرارة تصل إلى 1482 درجة مئوية. كما أنه قابل للتشكيل بدرجة عالية، حيث يمكن استخدام عملية TIG (غاز التنغستن الخامل) للحامه دون التأثير بشكل كبير على قابلية التشغيل الآلي أو الليونة.

بالإضافة إلى ذلك، بالمقارنة مع المعادن المقاومة للحرارة المختلفة، فهو يحتوي على مقطع عرضي نيوتروني حراري أقل، مما يعكس الإمكانات في الجيل التالي من التطبيقات النووية.