Tantala plāksne: ugunsizturīgs metāls, kas paredzēts agresīvai apkalpošanai
Tantala plāksni ražo, kausējot augstas{0}}tīrības pakāpes tantalu un pēc tam kaļot un velmējot lietni loksnē un plāksnē, veicot starpposma atlaidināšanu ar vakuumu, lai kontrolētu graudu struktūru, cietību un plakanumu. Metālam ir korpusa -centrēta kubiskā režģis, tā blīvums ir aptuveni 16,6 g/cm³ un kušanas temperatūra ir tuvu 2996 grādiem, tāpēc tas saglabā noderīgu izturību temperatūrā, kurā daudzas nerūsējošā tērauda un niķeļa kategorijas jau slīd. Tomēr tā īstā atšķirība ir ķīmiska: plānā pasīvā oksīda plēve uzreiz veidojas gaisā un pēc mehāniskiem bojājumiem pār{6}}veidojas, tāpēc salīdzinoši plāna tantala plāksne tiek izmantota kā korozijas barjera iekārtās, nevis kā konstrukcijas elements.
Plāksne tiek piegādāta pilnībā atlaidināta, bez spriedzes -noslodzes vai -velmēta, apgriezta līdz izmēram vai atstāta ar frēzēšanas malām, un to var piegādāt ar kodinātu, gaišu-atlaidinātu vai mehāniski apstrādātu virsmu atkarībā no pakārtotās savienošanas metodes. Tā kā neleģētais tantals istabas temperatūrā paliek elastīgs, to var griezt, urbt, vērpt, dziļi stiept un metināt bez iepriekšējas uzsildīšanas, ja darba vieta tiek uzturēta tīra un karstais metāls ir pasargāts no skābekļa un slāpekļa.
Tipiska neleģētā tantala plāksnes specifikācija
| Īpašums | Tipiskā vērtība vai ierobežojums |
|---|---|
| Produkta forma un standarts | Neleģēta tantala plāksne, loksne un sloksne atbilstoši ASTM B708 |
| Parastās neleģētās markas | R05200 (zems skābekļa līmenis) un R05400 (standarta skābeklis) |
| Tantala saturs | 99,9 % un vairāk, līdzsvarā tantals |
| Blīvums | aptuveni . 16.6 g/cm³ |
| Kušanas punkts | aptuveni . 2996 grāds |
| Skābeklis, maksimums | 0,015 % R05200; 0,030 % R05400 |
| Slāpeklis, maksimums | 0.010 % |
| Ogleklis, maksimums | 0.005 % |
| Ūdeņradis, maksimums | 0.0015 % |
| Stiepes izturība, atkvēlināta | apmēram 240 līdz 350 MPa |
| Izstiepšana, atkausēta | 20% minimums |
| Siltumvadītspēja | aptuveni . 57 W/(m·K) |
| Biezuma diapazons | 0,1 mm līdz 50 mm |
Skābeklis un slāpeklis ir elementi, kas nosaka, kā tantala plāksne uzvedas uz veikala grīdas, jo gan paaugstina cietību, gan samazina pagarinājumu. Pircējam, kurš plāno dziļi izvilkt vai auksti formēt komponentu, ir jānorāda zemā-skābekļa pakāpe un jāpieprasa dati par cietību un graudu lielumu, kas reģistrēti faktiskajā nosūtāmajā partijā, nevis jāpieņem vispārējs sastāva paziņojums. Biezuma pielaidei, līdzenumam, platumam un griezto malu stāvoklim ir tikpat liela nozīme kā ķīmijai, jo tie nosaka, cik daudz materiāla tiek izmesti blankošanas un metināšanas laikā.
Ķīmiskās apstrādes lietojumprogrammas
Tantala plāksne ir izvēlēta ķīmiskajai rūpnīcai, jo tā ir izturīga pret sālsskābi, sērskābi, slāpekļskābi un daudzām organiskām skābēm plašos koncentrācijas un temperatūras diapazonos, kā arī iztur hloru{0}}nesošos un citus oksidētājus, kas uzbrūk lielākajai daļai reaktīvo metālu. Tipiski pienākumi ir siltummaiņa cauruļu loksnes un apvalka uzlikas, reaktora tvertnes un kolonnu iekšējās daļas, termourbumi, bajonetes sildītāji, plīsuma diski un cauruļu spoles ar oderējumu, kur daži milimetri tantala atdala procesa plūsmu no lētāka strukturālā tērauda pamatnes.
Siltummaiņa cauruļu loksnes, deflektori un apvalku uzlikas skābes apkalpošanai
Reaktoru čaulas, maisītāja vārpstas un iegremdēšanas caurules hidrohlorēšanas un nitrēšanas režīmā
Termourbumi, paraugu ņemšanas zondes un instrumentu aizsarguzmavas
Pārsprāgušie diski un spiediena samazināšanas komponenti, kas nedrīkst sabojāties
Jāievēro materiāla ierobežojumi: fluorūdeņražskābe, fluorīdu -saturoši maisījumi un karsti koncentrēti sārmi ātri uzbrūk tantalam, un ūdeņraža trauslums kļūst par risku, stipri samazinot skābes darbību paaugstinātā temperatūrā. Ja šie apstākļi dominē, tantals vienkārši ir nepareiza barjera, un korozijas pielaide to nevar kompensēt.
Kosmosa, elektronikas un medicīnas lietojumi
Aviācijas un kosmosa darbos tantala plāksni izmanto karsto -profilu komponentiem, piemēram, sadegšanas kameras starplikām, sprauslu ieliktņiem, rīkles aparatūrai un augstas-temperatūras konstrukcijas kronšteiniem, kur tās kušanas temperatūra un saglabātā elastība ir apvienota ar zemu iztvaikošanas ātrumu augstā temperatūrā. Elektronikā metāls kalpo kā izsmidzināšanas mērķi plānām-plēves rezistoriem un barjeras slāņiem, kā getter un ekranēšanas komponenti vakuuma ierīcēs, kā arī kā palīglīdzeklis kondensatoru rūpniecībā: pulvera piegādes ķēdē dominē tantals, bet plākšņu un lokšņu izstrādājumi atbalsta iekārtas, kas to apstrādā.
Medicīnas ierīču ražošanā tiek izmantota neleģēta tantala plāksne implantiem, galvaskausa plāksnēm un radiogrāfiskiem marķieriem. Šo ceļu aptver īpaši implantu{0}standarti, piemēram, ASTM F560, nevis tikai B708. Šeit atkal zems intersticiālu saturs un pārbaudīta kausējuma izsekojamība ir vissvarīgākās īpašības.
Ražošana, apstrāde un kvalitātes kontrole
Tantala plāksnes metināšanu parasti veic ar inertās gāzes volframa loka metināšanu sausā, kontrolētā atmosfērā, ar aizmugurējo vairogu un kritisko savienojumu gadījumā ar slēgtu cimdu nodalījumu. Izkausētā baseina piesārņojums ar skābekli vai slāpekli rada cietu, trauslu metinājumu, un tas ir visizplatītākais tantala{1}}trauka priekšlaicīgas atteices cēlonis. Griešanu var veikt ar mehānisku apstrādi, ūdens strūklu vai cirpšanu; termiskā griešana rada piesārņotu siltuma-ietekmēto zonu, kas pirms apkopes ir jānoņem, slīpējot.
Korozijas{0}}barjeras uzklāšanas pirkuma dokumentācijā ir jāiekļauj siltuma numurs, piemērojamais standarta apzīmējums, nozīmīgo intersticiālu ķīmiskā analīze, mehānisko testu rezultāti, ultraskaņas vai krāsvielu caurlaidības pārbaude, ja par to ir panākta vienošanās, un izcelsmes sertifikāts. Spiedieniekārtām paredzētā plāksne ir jāaprīko arī ar izmēru ierakstiem, kas ļauj izgatavotājam pēc formēšanas reproducēt projektēto biezumu.
Bieži uzdotie jautājumi
J: Kāda ir atšķirība starp R05200 un R05400 tantala plāksni?
Abas neleģētās kategorijas galvenokārt atšķiras ar maksimālo skābekļa saturu. R05200 ir zemāka -skābekļa pakāpe ar labāku elastību un formējamību, savukārt R05400 nodrošina vairāk skābekļa, kas palielina izturību un cietību, bet samazina aukstā darba apjomu, ko plāksne pieņems.
J: Ar kādām ķimikālijām nekad nevajadzētu rīkoties tantala iekārtās?
Fluorūdeņražskābe, jebkurš šķīdums, kas satur brīvos fluorīda jonus, un karsti koncentrēti kodīgi šķīdumi ātri uzbrūk tantalam. Spēcīga skābes samazināšana augstā temperatūrā rada arī ūdeņraža savākšanas un trausluma risku.
J: Cik biezai tantala plāksnei jābūt kuģa oderējumam?
Aptuveni 0,5 mm līdz 2 mm bieza plāksne ir izplatīta oderēm, jo metāls darbojas kā barjera, nevis kā nesošā siena. Pamatnes tērauds iztur spiedienu, un tantala biezumu nosaka formēšanas, metināšanas un korozijas pielaides prasības.
J: Vai tantala plāksni var piemetināt pie tērauda?
Ne tieši. Tantals ar tēraudu veido trauslas intermetāliskas fāzes, tāpēc tiek izmantots pārejas savienojums vai sprādziensavienojums vai mehāniski piestiprināts pamats, vai arī tantals tiek piemetināts tikai pie sevis un ar citiem līdzekļiem tiek noturēts pret tērauda apvalku.
J: Kāda informācija jānorāda tantala plāksnes pasūtījumā?
Norādiet standarta apzīmējumu un pakāpi, biezumu un pielaidi, platumu un garumu, virsmas un malu stāvokli, rūdījumu vai termisko apstrādi, testēšanas prasības un to, vai ir nepieciešama starppārbaude vai galīgā ultraskaņas pārbaude, kā arī dokumentācijas paketi, kas nepieciešama gala lietošanai.
J: Vai tantala plāksnei ir nepieciešama īpaša uzglabāšana?
Glabājiet to sausu, nošķirtu no tērauda instrumentiem, lai izvairītos no dzelzs piesārņojuma, un bez fluora{0}}atzīmēšanas tintes vai etiķetēm. Tīri cimdi un īpaši nerūsējošā vai plastmasas apstrādes instrumenti novērš virsmas piesārņojumu, kas vēlāk izraisa metināšanas defektus.

