Современная металлургическая промышленность производит почти все известные металлы

Лекция 13. ОБРАБОТКА ВОЛЬФРАМА И МОЛИБДЕНА ДАВЛЕНИЕМ
После спекания вольфрамовые и молибденовые штабики на холоду хрупки. Однако в нагретом состоянии (1300 -1400 °С) штабики можно подвергать ковке, а затем волоче­нию или прокатке в листы. С ростом степени деформации пластические свойства металлов возрастают, а температура обработки понижается.
Ковку штабиков квадратного сечения в круглые прутки, предназначенные для волочения проволоки, осуществляют на ротационных ковочных машинах (рис.22). Принцип их дейст-



Рис. 22. Схема ротационной ковочной машины:
1- обойма; 2 - ролики; 3 - шпиндель с каналом для прутка; 4 - ползуны; 5
пмампы ("плашки"); б ~ пруток; 7 - станина


вия состоит в том, что штабик, предварительно нагретый в печи (в водородной среде), получает большое число ударов (10000 - 12000 в 1 мин) от двух ковочных плашек, вращаю­щихся с большой скоростью вокруг оси вольфрамового прутка и совершающих возвратно-поступательное движение по диаметру в пазах вращающегося вала машины. Число ударов в 1; мин зависит от количества роликов и числа оборотов шпин­деля. Изменяя диаметр плашек, получают прутки диаметром 2 — 3 мм, которые далее поступают на волочение проволоки в нагретом состоянии сначала на крупных цепных и блочных волочильных станах с применением фильер из твердых спла­вов (от 2 до 0,5 мм), затем на машинах многократного сре­днего и тончайшего волочения (от 0,5 до 0,01 мм). Для во­лочения вольфрамовой проволоки тоньше 0,3 мм применяют алмазные фильеры.
Лекция №14. ТАНТАЛ И НИОБИЙ
1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Элемент ниобий (Колумбии) открыт в 1801 г. английским химиком Гатчеттом в минерале, найденном в Колумбии, и назван им колумбитом. В 1802 г. швед­ский химик Экеберг в двух минералах, найденных в Финляндии и Швеции, открыл элемент, названный им танталом. В последующем тантал и Колумбии считали тождественными.; Лишь в 1844 г. немецкий химик Розе доказал, что минерал ко­лумбит содержит два различных элемента: ниобий (названный им по имени мифо­логической богини слез Ниобы - дочери Тантала) и тантал. В чистом виде тан­тал был впервые получен в 1903 г., а ниобий — в 1907 г. Болтоном. В промыш­ленных масштабах тантал начали выпускать в 1922 г., ниобий — в конце 30-х годов XX столетия.
Свойства тантала и ниобия
Тантал и ниобий относятся к V побочной группе периодической системы. Они обладают близкими химическими и физическими свойствами и в рудном сырье обычно сопутствуют один другому. Поэтому металлургию этих металлов рассмат­ривают совместно.
Тантал и ниобий - металлы серо-стального цвета. Тантал имеет слегка си­неватый оттенок. Чистые металлы пластичны и могут быть прокатаны в тонкий лист в холодном состоянии без промежуточных отжигов.
Ниже приведены важнейшие физические свойства тантала и ниобия:
Тантал Ниобий
Атомный номер 73 41
Атомная масса 180,88 92,91
Плотность, г/см³ 16,65 8,57
Тип и постоянные решетки Пространственно- центрированная
кубическая
а=0,3296 нм а= 0,3294 им
Температура плавления, °С... 3000±50 2470±10
Температура кипения, °С ~5300 ~4840
Удельная теплоемкость (0-100°),
Дж/(г-°С) 0,14 0,27
Среди приведенных свойств тантала и ниобия следует отметить высокие тем­пературы плавления и кипения, более низкую работу выхода электронов по сра­внению с другими тугоплавкими металлами, высокую (особенно для ниобия) тем­пературу перехода в состояние сверхпроводимости.
При обычной температуре тантал и ниобий устойчивы на воздухе. Начало окисления (пленки побежалости) наблюдается при нагревании до 200 - 300 °С, выше 500 °С происходит быстрое окисление с образованием оксидов Nb₂О₅ и Та₂O₅.
Характерное свойство тантала и ниобия — способность поглощать газы - во­дород, азот, кислород. Небольшие примеси этих элементов сильно влияют на механические и электрические свойства металлов.
Тантал и ниобий устойчивы против действия соляной, серной, азотной фос­форной и органических кислот любой концентрации на холоду и при 100 -150 °С. По стойкости в горячих соляной и серной кислотах тантал превосходит ниобий. Металлы заметно растворяются в плавиковой кислоте и интенсивно - в смеси плавиковой и азотной кислот. Горячие растворы гидроксидов калия и натрия заметно действуют на тантал и- ниобий.