Folha de liga de molibdênio-rênio

A liga de molibdênio-rênio é uma liga composta de molibdênio como elemento de base e rênio como elemento de liga. A liga apresenta efeito de rênio para melhorar a plasticidade, e o teor de rênio na liga é geralmente de 11% a 50% (fração de massa).

O molibdênio metálico refratário não só possui excelente condutividade térmica, condutividade elétrica, resistência à corrosão, mas também possui um baixo coeficiente de expansão térmica, alta dureza, boa resistência a altas temperaturas, portanto, o molibdênio na indústria eletrônica, indústria aeroespacial, indústria de energia e outros campos tem uma ampla gama de usos. No entanto, o metal puro molibdênio é relativamente frágil à temperatura ambiente, baixo desempenho de processamento, baixo desempenho de soldagem, fácil oxidação, com fragilidade de recristalização e outros pontos, todos os quais limitam a aplicação de metal puro molibdênio. Adicionar uma certa quantidade de elementos de liga como C, B, K, Si, Al, Re e elementos de terras raras é uma forma eficaz de melhorar a fragilidade do metal molibdênio. Entre eles, o papel do elemento de liga rênio é o mais proeminente, a adição do elemento rênio, não só pode melhorar o desempenho do molibdênio em temperatura ambiente, o desempenho de soldagem, mas também pode melhorar o desempenho do molibdênio em alta temperatura.

Desde que foi descoberto que a liga Mo50Re tem melhor plasticidade e resistência do que o molibdênio em 1955, muitos pesquisadores realizaram pesquisas detalhadas e aprofundadas sobre as propriedades da microestrutura e a tecnologia de processamento da liga de molibdênio e rênio. Nas primeiras pesquisas, o russo Savitsky fez uma contribuição significativa para os resultados de sua própria pesquisa em sua monografia. Davidson et al. estudou sistematicamente as constantes elásticas de ligas de molibdênio-rênio.

Nos últimos anos, as ligas de molibdênio-rênio foram preparadas pelo método de metalurgia do pó de sinterização em temperatura média por Garin et al., e então Mannheim et al estudaram o fenômeno de endurecimento por trabalho das ligas. Todd et al. estudou as propriedades mecânicas e a microestrutura de várias ligas de molibdênio-rênio. Bernd et al. focado nas propriedades de fadiga em alta temperatura de ligas de molibdênio-rênio. Devido ao alto preço do rênio, Xing Yinghua et al. estudaram sistematicamente o efeito da adição de uma pequena quantidade de rênio nas propriedades microestruturais do molibdênio. As ligas de molibdênio-rênio produzidas pela Rhenium Alloys, Inc. incluem pós, fios, folhas, tubos e hastes de ligas de molibdênio-rênio. Seus principais componentes são Mo41Re, Mo44.5Re e Mo47.5Re. Mas como o rénio é caro, nos últimos anos muitos investigadores concentraram-se em ligas com baixo teor de rénio.

O estudo da liga de molibdênio-rênio Mannheim et al. mostraram que nenhuma rachadura óbvia foi encontrada no lingote de liga MO25Re e Mo50Re da metalurgia do pó após 25% de deformação à temperatura ambiente. Também foi relatado que o lingote de liga de molibdênio e rênio contendo 35% de Re pode deformar mais de 90% à temperatura ambiente sem rachar. No entanto, a abertura da liga de molibdênio e rênio é geralmente selecionada para processamento a quente, a temperatura de deformação da passagem inicial é superior a 1400 graus e a taxa de deformação é superior a 20%. As ligas de molibdênio-rênio após a abertura são geralmente processadas a frio ou mesmo à temperatura ambiente. O recozimento de recristalização é realizado quando a taxa de deformação total atinge 50% ~ 90%.

Propriedades mecânicas - propriedades elásticas de ligas de molibdênio e rênio
O rênio puro tem um módulo de elasticidade perdendo apenas para o ósmio, com valor de 468 GPa, e o molibdênio puro tem um módulo de elasticidade de 330 GPa. O módulo de elasticidade da liga de molibdênio e rênio está entre os dois. Quando o teor de rênio é inferior a 52%, o módulo de Young, o módulo de cisalhamento e o índice de Poisson aumentam com o aumento do teor de rênio. Quando o teor de rênio atinge 43%, o módulo de Young e o módulo de cisalhamento apresentam valor máximo. O elemento rênio pode alterar a anisotropia da liga de molibdênio, com o aumento do teor de rênio, a constante elástica na direção de (100) diminui, enquanto a constante elástica na direção de (110) e (111) aumenta, quando o rênio o conteúdo é de 50%, a liga de molibdênio e rênio se comporta como isotropia e a constante elástica é a mesma em diferentes direções.

Propriedades mecânicas de ligas de molibdênio-rênio – resistência e alongamento
O rênio pode não apenas melhorar a resistência do molibdênio em temperatura ambiente e alta temperatura, mas também melhorar a plasticidade do molibdênio. A resistência à tração do molibdênio puro à temperatura ambiente é de cerca de 65 0 MPa, e a resistência à tração da liga de molibdênio e rênio com alto teor de rênio pode atingir mais de 1000 MPa. O alongamento do molibdênio puro à temperatura ambiente é 0, e o alongamento da liga de molibdênio-rênio pode atingir mais de 20%. A 1473 K, a resistência à tração do Mo47,5Re é de 230 MPa e o alongamento é de 8%, enquanto a resistência à tração do molibdênio puro é de apenas 100 MPa. Com o aumento do teor de rênio, o fator de tensão e o índice de endurecimento aumentam, mas o fator de tensão da liga de molibdênio-rênio é muito menor que o do rênio puro. Portanto, o fenômeno de endurecimento por trabalho da liga de molibdênio e rênio é muito menor do que o do rênio puro, e o desempenho de processamento da liga de molibdênio e rênio é melhor do que o do rênio puro.

Ligas de molibdênio e rênio Propriedades mecânicas de ligas de molibdênio e rênio - propriedades de fluência
A propriedade de fluência em alta temperatura é um índice importante para medir a propriedade de alta temperatura dos metais. Bernd et al realizaram trabalhos em vários componentes de ligas de molibdênio-rênio a 1600 graus, 25 MPa. Comparada com outras ligas de molibdênio-rênio, a liga Mo51Re possui maior plasticidade e maior taxa de fluência, portanto seu tempo de fratura é mais curto.

Aplicação de liga de molibdênio e rênio
A liga de molibdênio e rênio pode ser usada como material alvo de tubo de raios X giratório de alta velocidade, placa de grade de longa vida para comunicação por micro-ondas, tubo de aquecimento de núcleo de reator espacial, elemento de aquecimento de forno de alta temperatura, termopar de alta temperatura e assim por diante. A resistência à tração e a resistividade da ductilidade das ligas de molibdênio-rênio à temperatura ambiente aumentam com o aumento do teor de rênio. Mo-5%Re e Mo{4}}%Re são geralmente usados ​​como materiais de fio de termopar para materiais estruturais aeroespaciais. Mo-50%Re é usado como material estrutural de alta temperatura.

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