Танталовые сплавы

сплавы на основе Тантала. Кристаллическая структура тантала, размеры атома (атомный радиус 1,46 Å), положение в ряду электроотрицательности определяют его склонность образовывать со многими металлами Твёрдые растворы и Металлиды. Непрерывные ряды твёрдых растворов тантал образует с металлами, имеющими изоморфную кристаллическую структуру, примерно тот же размер атома и близко расположенными в ряду электроотрицательности, например с Nb, W, Mo, V, β-Ti и др. Ограниченные твёрдые растворы и металлиды образуются при большем различии в размерах атома и электроотрицательности, например с Al, Au, Be, Si, Ni. С Li, К, Na, Mg и некоторыми др. Элементами тантал практически не образует ни твёрдых растворов, ни соединений.

Т. С. Характеризуются высокими механическими свойствами при обычной температуре, жаропрочностью, коррозионной устойчивостью. Они более экономичны, чем чистый тантал. Очень важны Т. С. С ниобием, наиболее близкие по свойствам к танталу, которые могут заменить дефицитный тантал во многих областях его применения. Особый интерес представляют жаропрочные Т. С. Тантал наряду с вольфрамом, молибденом и ниобием относят к «большой четвёрке» металлов, наиболее перспективных для создания на их основе высокотемпературных конструкционных материалов для самолётов, ракет, космических кораблей и т. П. Обычно тантал легируют W, Mo, V, Nb, Ti, Zr, Hf, Re, Cr, С и др. Элементами. Из многих жаропрочных Т. С. Наиболее важны сплавы с вольфрамом.

Так, предел прочности при растяжении сплава с 10% W равен (Мн/м2) 1265 (20 °С), то есть намного больше, чем для тантала. 661 (980 °С). 148 (1430 °С). 84 (1650 °С), или соответственно 126,5. 66,1. 14,8 и 8,4 кгс/мм2, относительное удлинение при тех же температурах 4,0. 4,2. 17,0 и 33,0%. Этот сплав более пластичен, чем вольфрам, не уступает ему по прочности и превосходит по сопротивлению окислению при температурах до 2800 °С. Из него изготовляют детали камеры сгорания и сопла реактивных двигателей, передние кромки оперения самолётов. Для тех же целей применяют сплав с 8% W и 2% Hf, имеющий по сравнению со всеми другими деформируемыми жаропрочными сплавами наибольшую удельную прочность при высоких температурах. Пластичный сплав с 8% W и 2,5% Re предложен для изготовления нагревателей промышленных печей, теплозащитной обшивки и деталей ядерных силовых установок космических аппаратов.

В электронной технике применяют Т. С. С высокими электрическим сопротивлением и термоэмиссионными свойствами, содержащие до 7,5% W. По коррозионной стойкости Т. С., как правило, не могут конкурировать с чистым танталом, но иногда легированием удаётся повысить коррозионную стойкость металла. Например, Т. С., содержащие более 18% W, почти не корродируют в 20%-ной плавиковой кислоте. В производстве высокотемпературных и др. Материалов перспективны бериллид тантала (в конструкциях авиационной и космической техники для изготовления деталей, работающих при температурах около 1500 °С), бориды тантала (покрытие листов тантала, контактирующих с расплавленными ураном и кальцием), силициды, нитриды и карбиды (материал оболочки тепловыделяющих элементов (См.

Тепловыделяющий элемент)) тантала. Карбид TaC — важная составная часть некоторых металлокерамических твёрдых сплавов. Например, в Японии в 1972 из общего количества потребленного тантала, равного 83т, 40т израсходовано в твердосплавной промышленности, а в США в 1973 из 600 т тантала 85—90 т использовано в виде карбида в производстве твёрдых сплавов. Ферротанталониобий иногда применяют для присадки в некоторые стали с целью предотвращения межкристаллитной коррозии и улучшения др. Свойств, но из-за дефицитности тантала в этом случае предпочтительнее феррониобий. Дефицитность и относительно высокая стоимость тантала препятствуют его широкому применению и в виде Т. С. Лит. Тугоплавкие материалы в машиностроении. Справочник, М., 1967.

О. П. Колчин..