Тяжёлые сплавы

Тяжёлые сплавы, композиционные материалы на основе вольфрама, содержащие до 10% (по массе) никеля и железа в отношении от 7:3 до 1:1 (сплавы типа ВНЖ) или никеля и меди в отношении от 3:2 до 1:1 (ВНМ), а иногда также небольшое количество хрома, молибдена, рения, кобальта и др. металлов. Структура Т. с. двухфазная: зёрна W (g-фаза) равномерно распределены в не тугоплавкой матрице (Ni и Fe или Cu — a-фаза); при этом Fe или Cu ограничивают растворимость W в Ni, предотвращая образование b-фазы (Ni₄W), и снижают температуру начала плавления a-фазы. Т. с. пластичны, легко обрабатываются резанием и давлением. Их свойства зависят от количества и зернистости g-фазы, отношения Ni: Fe или Ni: Cu, легирующих добавок и условий получения. Сплавы ВНМ менее прочны, чем сплавы ВНЖ, из-за образования грубой дендритной структуры при охлаждении от температуры спекания, но более технологичны при изготовлении благодаря более низкой ( на 100 °С) температуре начала плавления a-фазы. Плотность Т. с. ³16,5—17 г/см³ (20 °С); термический коэффициент линейного расширения в интервале 20—400 °С (4,0— 5,5)×10^-6; предел прочности при растяжении до 150 кгс/мм² (1 кгс/мм² = 10⁷ н/м²), при сжатии до 120 кгс/мм²; предел текучести до 140 кгс/мм²; относительное удлинение до 30%; ударная вязкость не надрезанных образцов ³1кгс•м/см². Т. с. коррозионноустойчивы, хорошо поглощают g- и рентгеновские лучи. Получают Т. с. из смесей порошков металлов методами порошковой металлургии. В процессе спекания при 1350—1500 °С в присутствии жидкой фазы происходит перекристаллизация вольфрамового порошка с образованием почти сферических частиц, в десятки раз превосходящих по размеру частицы исходного порошка. Последующая обработка давлением и термическая обработка позволяют улучшить свойства Т. с.

  Благоприятным сочетанием ценных свойств Т. с. обусловлен широкий диапазон областей их применения. Из Т. с. изготовляют, например, экраны, более эффективно защищающие от проникающей радиации, чем свинцовые, контейнеры для радиоактивных изотопов (например, ⁹⁰Sr), балансы и противовесы в конструкциях летательных аппаратов, противовесы часов с автоматическим заводом, роторы гироскопов, инерциальные массы, сердечники для бронебойных снарядов, штампы для электровысадочных процессов, вставки матриц для горячего прессования прутков из латуни и бронз. Т. с. используются как электродный материал (бесстружковая обработка металла, сварка сопротивлением и т.п.), в качестве термокомпенсаторов в кремниевых полупроводниковых приборах. Области применения Т. с. постоянно и быстро расширяются.

  О. П. Колчин, Ю. А. Эйдук.