钨在低温下通常被认为是脆性物质,但在高温下的行为则更为复杂。
在高温下,钨可以表现出更好的延展性,尤其是在纯态或满足特定条件时。
不过,在某些条件下,如不纯净或暴露在氧化环境中时,钨也会变脆。
需要考虑的 4 个关键因素
1.低温脆性
由于钨的韧性-脆性转变温度(DBTT)较高,通常高于室温,因此钨在低温下会变脆。
这一特性使钨难以在室温或更低温度下加工或制造。
纯钨很难加工,也不容易拉伸或挤压成管状,这主要是由于它在这些温度下的脆性。
2.高温延展性
在较高温度下,钨的行为会发生显著变化。
在DBTT以上,钨的延展性增强,使其更容易成型和加工。
这对钨丝来说尤为如此,因为加热可提高钨丝的成型性。
钨在高温下仍能保持良好的强度,由于其熔点高、抗氧化性和抗蠕变性,可用于温度非常高的加热元件。
3.杂质和氧化的影响
尽管钨在高温下具有延展性,但如果钨不纯或暴露在氧化条件下,钨就会变脆。
钨在 1200°C 以上的空气中会迅速氧化,导致脆化和失效。
因此,钨在高温下工作时必须使用保护气氛或真空条件,以防止氧化并保持其机械完整性。
4.合金和热处理
钨的机械性能,包括其延展性和脆性,可以通过合金化和热处理来改变。
添加铈或镧等元素可提高钨的蠕变强度和整体机械性能。
金属加工和合金化还可以降低 DBTT,使钨在较低温度下的脆性降低。
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