鉭棒鉭箔等鉭及鉭合金的應(yīng)用

世界鉭的年消費(fèi)量約為900t，其中約60％用于電子工業(yè)，約22％用于切削刀具，約6％用于超合金，約3％用于化工。化工業(yè)主要是閥門(mén)、熱交換器以及插入式加熱器，如Ta.7.5W合金絲用于氯化爐的閥類(lèi)彈簧。另外，鉭與人的體液有很好的親和性，因此約l％的消費(fèi)量用于醫(yī)療領(lǐng)域，余下的約2％用于動(dòng)能彈等軍事目的以及稀土金屬、钚金屬的熔 煉和燒結(jié)的坩堝等。

高強(qiáng)鉭合金的一次加工溫度在1200℃以上，加工過(guò)程中應(yīng)有防止氧化的措施。但二次加工可在常溫到500℃下進(jìn)行，無(wú)需防止氧化的措施就可進(jìn)行。Ta.10W合金加工過(guò)程中的 退火溫度為1500℃，T-lll(Ta.8W-2H0以及T.222(Ta-10W-2.5Hf-0．010的推薦退火溫度為1650℃。但這種退火溫度還有可能大幅度降低，高質(zhì)量的鉭合金產(chǎn)品必須有合適的退火條件。加工過(guò)程中或最終加工的退火必須在0.001Pa以下進(jìn)行。退火前的工件清潔與加工過(guò)程中的清潔同樣重要。

含鋯或鉿的鉭及鈮合金極易受鐵、銅、鎳、鈷等的污染，因此，在加工工序的各個(gè)階段必須進(jìn)行嚴(yán)格的管理，在進(jìn)行熱加工或熱處理前，應(yīng)去除加工中產(chǎn)生的缺陷及不純物。

鉭合金在20世紀(jì)50年代有商業(yè)價(jià)值的僅僅是Ta-7.5W，應(yīng)用于電子工業(yè)及化學(xué)工業(yè)。

到了1958年，蘇美之間開(kāi)始了宇宙開(kāi)發(fā)競(jìng)爭(zhēng)，至1968年的lO年間，開(kāi)發(fā)了Ta-10W，T-111，T-222等鉭合金。這些合金在1316℃下的抗拉強(qiáng)度分別是純鉭的3.6倍，5.3倍，8．2倍，在100h的斷裂應(yīng)力分別是純鉭的6.2倍，6.6倍，9.8倍。

T-111在20世紀(jì)60年代用作宇宙核電裝置的材料，因?yàn)檫@種合金耐液態(tài)堿金屬腐蝕，而且具有優(yōu)良的強(qiáng)度、加工性以及焊接性能，ASTAR-811C(Ta-SW-1Re一1Hf-0.025C)合金是在美國(guó)NASA的支持下與T-111合金同步開(kāi)發(fā)的，主要想解決宇宙用核電裝置使用中致命的時(shí)效變形問(wèn)題。利用固溶強(qiáng)化和彌散強(qiáng)化的組合使這種合金在1316℃，1000h，總伸長(zhǎng)率l％下蠕變強(qiáng)度得到大幅度的提高。載人宇宙飛船的核電裝置計(jì)劃在1969年中止，因而鉭合金的開(kāi)發(fā)也停頓。但到了1980年，為了搭載軌道衛(wèi)星上100lcW的電力裝置，重新開(kāi)始了宇宙飛船核電裝置計(jì)劃(SP-100計(jì)劃)，其結(jié)構(gòu)材料采用鈮基合金的Nb-1Zr-Nb-1Zr-0.1C。該計(jì)劃于90年代初期廢棄，難熔合金的開(kāi)發(fā)再次中斷。

鉭合金在目前仍繼續(xù)開(kāi)發(fā)用于某些特殊用途。洛斯——阿莫斯國(guó)立研究所開(kāi)發(fā)了含20wt％鈦的鉭合金，它對(duì)熔融钚有很好的耐蝕性，在800℃～1200℃的高溫下可持續(xù)數(shù)小時(shí)的抗氧化，而且其密度僅為11.09/cm³。T.222合金正在探討用作冥王星探測(cè)裝置上的發(fā)電裝置材料，T-111現(xiàn)用于包裹宇宙熱電發(fā)電機(jī)熱源的強(qiáng)化結(jié)構(gòu)材料。軍事上正在繼續(xù)開(kāi)發(fā)炮身的內(nèi)襯材料，內(nèi)襯表面溫度達(dá)2000"C，鉻鍍層不能承受，因而研究采用Ta-10W磁控濺射涂層，但高能推進(jìn)劑中含有大量氫，可能使Ta-10W變脆。最近正在研究開(kāi)發(fā)氧化物彌散強(qiáng)化鉬材。