Что дает молибден в стали?

Тугоплавкий металл молибден

Основные сведения

История открытия

Молибден был открыт в 1778 году шведским химиком Карлом Шееле — получен оксид МоО3. В 1782 г. П. Гьельм впервые получил Mo в металлическом состоянии, но загрязненный углеродом и карбидом молибдена. Чистый металл в 1817 году был получен шведским химиком Й. Берцелиусом.

Первые попытки использования молибдена в металлургии стали относятся к концу прошлого столетия. Его промышленное производство началось в 1909-1910 гг., когда были обнаружены особые свойства орудийных и броневых сталей, легированных этим металлом, а также была разработана технология получения компактных тугоплавких металлов методом порошковой металлургии.

Свойства молибдена

Молибден, как и вольфрам, в периодической системе элементов Д. И. Менделеева расположен в VI группе, но в 5-м периоде. Наиболее характерно для него шестивалентное состояние, хотя известны соединения, в которых он имеет другие валентности. Порядковый номер 42; атомная масса 95,95; плотность при комнатной температуре 10200 кг/м 3 . Молибден относится к тугоплавким металлам, является переходным элементом. Он плавится при 2620±10°С и кипит примерно при 4800 °С.

Mo и его сплавы отличаются также высоким модулем упругости, малым температурным коэффициентом расширения, хорошей термостойкостью, малым сечением захвата тепловых нейтронов. Электропроводность данного металла ниже, чем у меди, но выше, чем у железа. По механической прочности он несколько уступает вольфраму, но легче поддается обработке давлением.

Физические и механические свойства

Химические свойства

Марки молибдена и сплавов

Достоинства / недостатки

Достоинства:
• имеет высокую точку плавления, а следовательно — жаропрочность;
• т.к. плотность данного металла (10200 кг/м 3 ) почти в два раза меньше плотности вольфрама (19300 кг/м 3 ), то сплавы на основе молибдена обладают значительно большей удельной прочностью (при температурах ниже 1370 °С);
• имеет высокий модуль упругости;
• малый температурный коэффициент расширения;
• обладает хорошей термостойкостью;
• малое сечение захвата тепловых нейтронов;
• для молибдена характерна высокая коррозионная стойкость. Данный металл устойчив в большей части щелочных растворов, а также в серной, соляной и плавиковой кислотах при разных температурах и концентрациях.

Недостатки:
• обладает небольшой окалийностью;
• высокая хрупкость сварных швов;
• малая пластичность при низких температурах;
• упрочнение нагартовкой можно использовать лишь до 700-800 °С, при более высоких температурах происходит разупрочнение из-за возврата.

Области применения молибдена

Молибден и его сплавы относятся к тугоплавким материалам. Для изготовления обшивки головных частей ракет и самолетов тугоплавкие металлы и сплавы на их основе используют в двух вариантах. В одном из вариантов эти металлы служат лишь тепловыми экранами, которые отделены от основного конструкцнонного материала теплоизоляцией. Во втором случае тугоплавкие металлы и их сплавы служат основным конструкционным материалом. Молибден занимает второе место после вольфрама и его сплавов по прочностным свойствам. Однако, по удельной прочности при температурах ниже 1350-1450°С Mo и его сплавы занимают первое место. Таким образом, наибольшее распространение для изготовлеиия обшивки и элементов каркаса ракет и сверхзвуковых самолетов получают молибден и ниобий и их сплавы, обладающие большей удельной прочностью до 1370°С по сравненню с танталом, вольфрамом и сплавами на их основе.

Из Mo изготовляют сотовые панели космических летательных аппаратов, теплообменники, оболочки возвращающихся на землю ракет и капсул, тепловые экраны, обшивку кромок крыльев и стабилизаторы в сверхзвуковых самолетах. В очень тяжелых условиях работают некоторые детали прямоточных ракетных и турбореактивных двигателей (лопатки турбин, хвостовые юбки, заслонки форсунок, сопла ракетных двигателей, поверхности управления в ракетах с твердым топливом). При этом от материала требуется не только высокое сопротивление окислению и газовой эрозии, но и высокая длительная прочность и сопротивление удару. При температурах ниже 1370°С для изготовления данных деталей используют молибден и его сплавы.

Молибден — перспективный материал для оборудования, работающего в среде серной, соляной и фосфорной кислот. В связи с высокой стойкостью данного металла в расплавленном стекле его широко используют в стекольной промышленности, в частности для изготовления электродов для плавки стекла. В настоящее время из молибденовых сплавов изготавливают прессформы и стержни машин для литья под давлением алюминиевых, цинковых и медных сплавов. Высокая прочность и твердость таких материалов при повышенных температурах обусловили их применение в качестве инструмента при горячей обработке сталей и сплавов давлением (оправки прошивных станов, матрицы, прессштемпели).

Молибден существенно улучшает свойства сталей. Присадка Mo значительно повышает их прокаливаемость. Небольшие добавки Mo (0,15-0,8 %) в конструкционные стали настолько увеличивают их прочность, вязкость и коррозионную стойкость, что они используются при изготовлении самых ответственных деталей и изделий. Для повышения твердости молибден вводят в сплавы кобальта и хрома (стеллиты), которые применяют для наплавки кромок деталей из обычной стали, работающих на износ (истирание).Также он входит в состав ряда кислотоупорных и жаростойких сплавов на основе никеля, кобальта и хрома.

Еще одной областью применения является производство нагревательных элементов электропечей, работающих в атмосфере водорода при температурах до 1600°С. Также молибден широко используется в радиоэлектронной промышленности и рентгенотехнике для изготовления различных деталей электронных ламп, рентгеновских трубок и других вакуумных приборов.

Соединения молибдена — сульфид, оксиды, молибдаты — являются катализаторами химических реакций, пигментами красителей, компонентами глазурей. Также данный металл как микродобавка входит в состав удобрений. Гексафторид молибдена применяется при нанесении металлического Mo на различные материалы. МоSi₂ используется как твердая высокотемпературная смазка. Чистый монокристаллический Mo используется для производства зеркал для мощных газодинамических лазеров. Теллурид молибдена является очень хорошим термоэлектрическим материалом для производства термоэлектрогенераторов (термо-э.д.с 780 мкВ/К). Трехокись молибдена (молибденовый ангидрид) широко применяется в качестве положительного электрода в литиевых источниках тока. Дисульфид MoS₂ и диселенид МоSе₂ молибдена используют в качестве смазки трущихся деталей, работающих при температурах от -45 до +400°С. В лакокрасочной и легкой промышленности для изготовления красок и лаков и для окраски тканей и мехов в качестве пигментов применяют ряд химических соединений Mo.

Продукция из молибдена

Промышленностью выпускается большое разнообразие продукции. Наиболее распространены молибденовая проволока, прутки из молибдена, молибденовый порошок, штабик, лист.

Молибденовые прутки, а также проволока и лента применяются для изготовления нагревателей высокотемпературных электрических печей. Помимо этого прутки используются для изготовления вводов электровакуумных приборов. Проволока нашла применение при производстве высокотемпературных термопар, ламп накаливания, приемно-усилительных и генераторных ламп, рентгеновских трубок. Листы применяются в качестве конструкционного материала для производства изделий авиационной и космической отраслей. Молибденовый порошок выступает в качестве легирующей добавки к различным сталям и сплавам. Также он является исходным сырьем для получения компактного молибдена.

телефоны:
8 (800) 200-52-75
(495) 366-00-24
(495) 504-95-54
(495) 642-41-95

Молибден для организма — зачем нужен, функции, пищевые источники

Несмотря на то, что молибден содержится в каждом человеческом организме, это не очень известное вещество. На самом деле, молибден для организма играет важную роль.

Почему молибден важен для жизни

Для начала, он помогает обеспечить правильное функционирование определенных фермент-зависимых процессов, включая метаболизм железа, жизненно важного питательного вещества, которое помогает перемещать кислород по всему организму. Он также помогает организму выводить вредные вещества, способствуя детоксикации.

Нетрудно получить пользу для здоровья от молибдена, употребляя полезные продукты, такие как чечевица и бобы Лимы. Количество молибдена в пищевых источниках, которые поступают из земли (растительные источники), определяется содержанием его в почве, в которой была выращена пища.

Еще один интересный факт, касающийся молибдена, заключается в том, что в дополнение к его присутствию в почве его можно найти в воде в различной степени. Это также 54-й самый распространенный элемент в земной коре.

Прием добавок молибдена требуется редко. Тем не менее, получение этого микроэлемента из питания очень важно для многих жизненно важных функций организма.

Вы регулярно едите продукты, которые содержат этот важный микроэлемент? Давайте узнаем, но сначала подробнее о том, что именно делает молибден для организма.

Зачем нужен молибден для организма

Что такое молибден

Если вы ищете расположение в периодической таблице молибдена, то это элемент 42, и символ молибдена — Мо.

Простое определение молибдена — это химический элемент в природе, а также микроэлемент, необходимый для здоровья человека, животных и растений. Он считается металлическим элементом.

Как выглядит молибден

В чистом виде молибденовый элемент представляет собой серебристо-белый металл.

Каковы свойства молибдена

Он имеет чрезвычайно высокую температуру плавления и очень устойчив к коррозии. Этот элемент не встречается в природе как свободный металл на Земле, но он может быть найден в различных состояниях окисления в минералах.

Этот микроэлемент можно найти в природе в азотфиксирующих бактериях, земной коре, почве и воде.

Зачем вам молибден

Молибден для организма считается незаменимым микроэлементом, необходимым для выполнения многих важных жизненно важных функций.

Для чего используется молибден в организме человека

Организм использует его для расщепления макронутриентов, осуществления жизненно важных процессов, связанных с ферментами, метаболизма железа, а также предотвращения накопления вредных веществ. В частности, известно, что он действует как кофактор для четырех важных ферментов, включая сульфитоксидазу, ксантиноксидазу, альдегидоксидазу и митохондриальный восстановитель амидоксима (mARC).

Где находится молибден

В организме человека он в основном находится в печени, почках, железах и костях. Он также может быть найден в коже, мышцах, легких и селезенке.

Типы молибдена

Существует много форм этого микроэлемента, но добавки обычно содержат один из следующих типов:

Статьи по теме:

• Фукус пузырчатый – польза для организма человека
• Фазы детоксикации печени

• Аммоний молибдат
• Аспартат молибдена
• Цитрат молибдена
• Молибден глицинат
• Пиколинат молибдена
• Молибдат натрия

Молибден — применение

В настоящее время недостаточно исследований, чтобы оправдать добавление этого микроэлемента. Тем не менее, некоторые люди считают, что добавка молибдена для организма может быть полезна для лечения кандидоза (1).

Считается, что этот элемент может быть полезен для некоторых из следующих состояний, но на сегодняшний день имеется ограниченное количество данных для оценки эффективности его применения для решения следующих проблем со здоровьем:

• Рак пищевода — низкий уровень этого минерала может быть связан с повышенным риском рака пищевода, но неизвестно, снижает ли прием добавок этот риск (2).
• Заболевание печени.
• ВИЧ / СПИД.
• Грибковые инфекции / кандида.
• Сульфит чувствительность.
• Аллергия и химическая чувствительность.
• Удушье.
• Болезнь Лайма.
• Прыщи.
• Экзема.
• Бессонница.
• Малокровие.
• Паралич Белла.
• Рассеянный склероз.
• Волчанка.
• Болезнь Вильсона.
• Остеопороз.
• Кариес.

Для чего используется молибден в повседневной жизни

Он используется для создания молибденовой смазки (многоцелевой смазки для общепромышленного применения), а также молибденовой стали (материал, применяемый в нефтяной и газовой, энергетической, строительной и автомобильной промышленности для обеспечения своей прочности, устойчивости к коррозии и устойчивости к высоким температурам). Формы, используемые в промышленных целях, включают оксид молибдена, триоксид молибдена, гексакарбонил молибдена и сульфид молибдена.

Кроме того, порошок молибдена используется в качестве растительного удобрения.

Продукты – источники молибдена

Продукты с высоким содержанием молибдена включают бобовые, орехи, молочные продукты, зерновые и листовые зеленые овощи.

Если вы действительно хотите улучшить поступление молибдена в рацион, включите — бобовые, такие как бобы, чечевица и горох. Они являются одними из самых богатых источников. Фрукты, как правило, содержат мало минерала.

Основные пищевые источники молибдена:

• Чечевица
• Сушеный горох
• Лимская фасоль
• Соевые бобы
• Черные бобы
• Бобы пинто
• Фасоль гарбанзо
• Овес
• Помидоры
• Салат ромэн
• Огурец
• Сельдерей
• Ячмень
• Яйца
• Морковь
• Сладкий перец
• Укроп
• Йогурт
• Арахис
• Семена кунжута
• Грецкие орехи
• Миндаль
• Треска

Дефицит молибдена — симптомы и признаки

Что вызывает дефицит молибдена? Нехватка молибдена встречается редко, но если он действительно возникает, то обычно приобретается или наследуется.

Диетическая недостаточность этого минерала никогда не наблюдалась у здоровых людей. Однако пациенты с генетическим и тяжелым метаболическим дефектом, называемым дефицитом кофактора молибдена, имеют это состояние (3).

Это редкое заболевание приводит к дефициту трех молибдоферментов (сульфитоксидаза, ксантиндегидрогеназа и альдегидоксидаза). Младенец, родившийся с этим дефицитом кофактора, который может выжить, может иметь серьезные неврологические нарушения и целый ряд других нарушений.

Если дефицит все же возникает, это может быть приобретенный дефицит. Это было замечено у одного пациента в 1980-х годах, у которого была болезнь Крона и которая находилась на длительном внутривенном введении пищи без добавления уровней этого минерала.

Для этого пациента симптомы дефицита молибдена включали учащенное сердцебиение и частоту дыхания, головные боли и ночную слепоту. Состояние пациента улучшилось, когда внутривенное питание было прекращено и заменено добавлением молибдена в форме молибдата аммония.

Недостаток молибдена для организма считается крайне редким, поэтому добавка обычно не рекомендуется к приему.

Избыток молибдена

Что происходит, когда у вас в организме слишком много молибдена?

Известно, что очень высокий уровень (например, от 10 до 15 мг в день) в рационе питания и промышленное воздействие этого микроэлемента вызывают подагру. Добавки могут также усугубить подагру, которая уже существует.

Добавки молибдена также могут потенциально вызывать дефицит меди, поскольку этот микроэлемент снижает содержание меди в тканях организма.

Как правило, взрослые не должны принимать более 2 мг в день.

Сколько можно принимать

Допустимый максимальный уровень потребления этого микроэлемента по возрастным группам приведен ниже:

• Младенцы в возрасте от 0 до 12 месяцев: установить невозможно, но источник потребления должен быть только из пищи и смеси.
• Дети 1-3 лет: 300 мкг в день
• Дети 4–8 лет: 600 мкг в день
• Дети 9–13 лет: 1100 мкг в день (1,1 мг в день)
• Подростки 14–18 лет: 1700 мкг в день (1,7 мг в день)
• Взрослые 19 лет и старше: 2000 мкг в день (2,0 мг в день)

Для большинства людей добавка молибдена не нужна, потому что нетрудно получить достаточное количество пищи только за счет диеты. Кроме того, недостатки встречаются крайне редко.

Однако, если по какой-либо причине вы решили дополнить этот микроэлемент, взрослые обычно считают безопасным прием внутрь в дозах, не превышающих 2 мг в день. Прием высоких доз (более 2 мг в день), вероятно, небезопасен.

Примеры добавок

Меры предосторожности

Что касается возможных лекарственных взаимодействий, было обнаружено, что высокие дозы ингибируют метаболизм ацетаинофена у крыс, поэтому не рекомендуется принимать ацетаминофен вместе с этим элементом (4).

Люди, которые испытывают дефицит меди в рационе или имеют нарушения метаболизма меди, которые приводят к их дефициту меди, могут подвергаться повышенному риску развития токсичности молибдена.

Вы не должны принимать добавки этого микроэлемента, если у вас есть камни в желчном пузыре или проблемы с почками.

Если вы беременны или кормите грудью, имеете заболевание или в настоящее время принимаете лекарства, всегда говорите с вашим врачом, прежде чем принимать какие-либо новые добавки.

Инструменты из хромованадиевой стали: основные свойства и характеристики

СОДЕРЖАНИЕ

1. Какие инструменты изготавливают из хромованадиевой стали?
2. Что такое хромованадиевая сталь?
3. Состав хромованадиевой стали
4. Свойства хромованадиевой стали
5. Марки хромованадиевой стали
6. Вопросы-ответы
7. Где купить качественные инструменты из хромованадиевой стали?

Хромованадиевые стали широко используются для производства слесарно-монтажного инструмента. Свое распространение этот сплав получил из-за приемлемой стоимости и оптимальных характеристик прочности и износостойкости. В ходе производства хромованадиевая сталь подвергается термообработке, в результате которой приобретает способность выдерживать ударные нагрузки при повышенных температурах.

Какие инструменты изготавливают из хромованадиевой стали?

Из хромованадиевой стали изготавливают гаечные и торцевые ключи, пассатижи, стопорные кольца, отвертки и другие инструменты и оснастку, которые должны обладать надежностью и долговечностью эксплуатации. Изделия из этого сплава маркируются обозначением Chrome Vanadium и считаются одними из самых качественных. Именно поэтому в продаже есть столько подделок.

Что такое хромованадиевая сталь?

Хромованадиевая сталь (CrV) — вид инструментальной легированной стали, которая обладает повышенной устойчивостью к коррозии. Улучшенные характеристики сплав получает за счет добавления хрома и ванадия.

• Хром повышает восприимчивость хромованадиевой стали к закалке.
• Ванадий увеличивает вязкость стали при термической обработке, из-за чего сплав приобретает устойчивость к высоким температурам, прочность и износостойкость.

Состав хромованадиевой стали

Количество компонентов, входящих в состав хромованадиевой стали, зависит от характеристик, которыми должен обладать конечный продукт.

Как правило, сплав CrV содержит:

• 0,8–1,1 % хрома;
• 0,18 % ванадия;
• 0,7–0,9 % марганца;
• 0,5 % углерода;
• 0,3 % кремния.

Остальные металлы присутствуют в сплаве в ничтожных количествах. При изменении пропорций компонентов хромованадиевая сталь меняет свои свойства.

Долото-стамеска Matrix с трехкомпонентной обрезиненной рукояткой

Не забывайте о возможности подделки! Недобросовестные производители используют маркировку Chrom Vanadium на изделиях из углеродистой стали, поэтому необходимым условием становится выбор инструментов от проверенных производителей. Фирмы, которым важна собственная репутация, используют сплавы с достаточным количеством ванадия и хрома и соблюдают технологию закалки.

Свойства хромованадиевой стали

Твердость — одно из обязательных физических свойств хромованадиевой стали. Именно твердость определяет, на какие сферы применения рассчитан конкретный материал. Шкала твердости по Роквеллу сообщает, что этот сплав обладает твердостью C41-55.

Также материал обладает структурной прочностью, которая в сочетании с ударной вязкостью гарантирует его высокую усталостную прочность и износостойкость.

Минимальная прочность на разрыв хромованадиевой стали равна 190–300 и зависит от марки и состава сплава. По этому параметру металл заметно обгоняет другие сплавы.

Материал характеризуется благоприятным модулем упругости (30), который обозначает склонность материала к непостоянной деформации под действием приложенной силы. Модуль упругости этой стали при кручении, с помощью которого оценивают жесткость сплавов, равен 11,5.

Марки хромованадиевой стали

Известно несколько марок хромованадиевой стали. Их выбор зависит от конечных свойств, которыми должны обладать готовые инструменты.

• Марка SAE 6150 характеризуется средним или высоким содержанием углерода и оптимальна для изготовления пружин.
• Марка SAE 6195 содержит высокое количество углерода и используется при производстве шариковых и роликовых подшипников.

Это интересно!

Форд был первым, кто начал использовать ванадий для повышения прочности стали и ее стойкости к коррозии и окислению.

Набор шестигранных ключей TORX Т10-Т50 (9шт) CrV

Вопросы-ответы

Какие отвертки и ключи лучше: из штампованной инструментальной или хромованадиевой стали?

Сравнивать инструментальную и хромованадиевую сталь некорректно, поскольку хромованадиевый сплав — подвид инструментальной стали. Штамповка же характеризует технологию изготовления, а не состав металла.

Почему большинство гаечных ключей изготовлено из хромованадиевой стали?

Ключи из самой дешевой углеродистой стали (обычно китайского производства) быстро разгибаются и приходят в негодность. Хромованадиевый сплав также относится к бюджетным, но позволяет производить инструменты высокой прочности, стойкие к коррозии. Именно поэтому гаечные ключи, отвертки и другую оснастку изготавливают из этого металла.

Какой набор инструментов лучше купить: из хромованадиевой или из хроммолибденовой стали?

Зависит от бюджета. Если нет цели сэкономить, лучше купить инструменты из хроммолибденовой стали (Cr-Mo). Этот сплав хорошо выдерживает ударные нагрузки и широко используется для изготовления пассатижей и кусачек.

Если бюджет ограничен, подберите качественный набор инструментов из хромованадиевой стали. Она отлично подходит для производства отверток и ключей, обладает достаточной пластичностью, но может деформироваться при высоких нагрузках.

Где купить качественные инструменты из хромованадиевой стали?

Купить хорошие инструменты из хромованадиевой стали вы можете в интернет-магазине «Ринком». В продаже вы найдете:

1. наборы комбинированных ключей разных размеров;
2. рожковые, шестигранные и разрезные ключи;
3. стамески;
4. реверсивные и обычные отвертки;
5. торцевые головки;
6. карданные шарниры;
7. удлинители и т. п.

Все изделия изготовлены из хромованадиевой стали (CrV) и отличаются такими свойствами, как износостойкость и прочность.

Возможна доставка во все регионы России, а также самовывоз с основного склада, расположенного по адресу: г. Брянск, ул. Воровского, д. 6.

Молибден

Молибден по классификации в периодической таблице Менделеева относится к IV группе элементов. Имеет атомарный номер 42, а масса его атома равна 95,94. принято обозначать символом «Мо».

Молибден – это редкоземельный металл. Его объем составляет порядка 0,00011% от общей массы земли. В чистом виде имеет стальной сероватый цвет, в диспергированном – серовато-черный.

Молибден, как металл, в природе не встречается. Он содержится в минералах, которых на сегодняшний день известно порядка двадцати. Преимущественно это молибдаты, которые образуются в кислотной магме и гранитоидах.

Получение молибдена

Сырье, из которого производится металлический молибден – молибденовые концентраты. В их составе данного элемента содержится около 50%. Также в них содержатся: сера

30%, оксид кремния (до 9%) и около 20% прочих примесей.

Предварительно концентрат обжигают с целью дополнительного окисления. Процесс проводят в печах двух типов: многоподовых или кипящего слоя. Температура обжига 570 °С — 600 °С. В результате чего получается огарок — МоО₃ и примеси.

На следующем этапе удаляют примеси для получения чистого оксида молибдена. Применяются два способа:

1. Возгонка при температуре 950 °С — 1100 °С.
2. Химическое выщелачивание. Суть способа в том, что при взаимодействии с аммиачной водой устраняются примеси меди и железа и получается карбид молибдена, который кристаллизуют выпаркой или нейтрализацией. Далее карбид нагревают и выдерживают при температуре до 500°С. На выходе – чистый оксид МоО3, в котором содержание примесей всего 0,05%.

Производство молибдена основано на восстановлении МоО3. Процесс проводят в два этапа:

1. В трубчатой печи при температуре 550°С — 700°С в потоке сухого водорода происходит отделение атомов кислорода.
2. Далее температура поднимается до 900°С — 1000°С и происходит окончательное восстановление. Полученный металл находится в виде порошка.

Для получения монолитного металла пользуются плавлением или спеканием порошка. Плавку используют, когда получают заготовки массой от 500 кг. Процесс производят в дуговых печах с охлаждаемым тигелем, в который подается расходуемый электрод из ранее спеченных штабиков.

Порошковое спекание – это прессование в атмосфере водорода при высоких значениях давления (2000-3000 атмосфер) и температуры (1000°С — 1200°С). Полученные штабики, подвергаются спеканию при высоких температурах равных 2200°С — 2400°С. В дальнейшем молибдену придается необходимая форма за счет обработки давлением – ковкой, прокаткой, протяжкой.

Широко в промышленности используется ферромолибден, в котором до 60-70% молибдена, а оставшееся — железо. Его получают путем введения в сталь молибденовых присадок. Сплав получают путем восстановления огарка силикатом железа с добавками стальной стружки и железистой руды.

Физические свойства

Использование молибдена зависит от его свойств и характеристик. Присущие физические свойства молибдена приведены ниже:

• тип металла — высокотемпературная плавка;
• молибденовый цвет – свинцовый;
• плотность молибдена — 10,2 г/cм 3 ;
• плавление при температуре — 2615°С;
• закипание при температуре — 4700°С;
• проводимость тепла — 143 Вт/(м·К);
• тепловая емкость — 0,27 кдЖ/(кгК);
• энергия для плавления — 28000 Дж/моль;
• энергия для испарения — 590000 Дж/моль;
• линейное расширение, коэффициент — 6·10 -6 ;
• электрическое сопротивление — 5,70 мкОм·см;
• расчетный объем — 9,4 см 3 /моль;
• усилие сдвига — 122·10 ·6 Па;
• твердость — 125 НВ;
• магнитная проницаемость -90·10 -6 .

Точению данный металл подвергается не часто, но обработка ведется стандартизованным инструментом.

Химические свойства

Молибден, химические свойства которого приведены ниже, имеет следующие характеристики:

• радиус валентности — 130·10 -12 м;
• ионный радиус — (+6e) 62 (+4e) 70·10 -12 м;
• электрическая отрицательность — 2,15;
• потенциал электрический – 0;
• валентности при окислении — 2-3-4-5-6
• валентность молибдена – 6;
• температура начала окисления — 400°С;
• окисление до МоО3 при температуре — 600°С и выше;
• реакция с водородом – нейтральная;
• температура реакции с хлором – 250°С;
• температура реакции с фтором – комнатная;
• температура реакции с серой – 440°С;
• температура реакции с азотом — 1500°С.

С кислородом элемент образует два основных оксида:

• МоО₃ – кристаллическая форма белого цвета
• МоО₂ – серебристого цвета.

Свойства растворимости молибдена в химических растворах: растворим в щелочах и кислотах при нагревании. Это способствует получению различных соединений или его очищению.

Обработка молибдена

Обработка молибдена затруднена в связи с невысокой вязкостью при низких температурах. Также он имеет малую пластичность, поэтому для его обработки применяются следующие методы:

1. горячее деформирование:
   • ковка;
   • прокатка;
   • протяжка;

1. термообработка;
2. механическая обработка.

При обработке небольших заготовок используются обжимные машины. Крупные заготовки прокатываются на малых станах или получают форму на протяжных станках.

Внешний вид молибдена

Если возникает необходимость механической обработки резанием, то механическая обработка молибдена ведется инструментом, изготовленным из марок быстрорежущих сталей. Заточка углов инструмента при токарной обработке должна соответствовать углам заточки для обработки чугуна.

Термообработка молибдена характеризуется высокой прокаливаемостью из-за его содержания в сталях. Проведенная закалка повышает твердость и износоустойчивость ответственных деталей.

Применение

Около 3⁄4 всего производимого редкоземельного металла используется как легирующий элемент при производстве сталей. Оставшаяся 1⁄4 часть используется в чистом виде и в химических соединениях. Применение он нашел во многих отраслях промышленности.

1. Космическая область и авиастроение. Изделия из молибдена и его сплавов нашли применение для облицовки и изготовления головок ракет и носов самолетов, летающих на скоростях выше звуковых. Использование как конструкционный материал – это обшивка, а как тепловой экран – головная часть.
2. Металлургия. Применение молибдена в литейном производстве и металлургии обусловлено высокой прокаливаемостью. Следовательно, повышается прочность, коррозионная стойкость, вязкость. В его сплавах с кобальтом или хромом заметно повышается твердость. Из легированных сталей с молибденовыми добавками изготавливаются ответственные детали. Его добавляют в жаро- и кислотоустойчивые сплавы. Поэтому большинство инструментов, производящих горячую обработку, изготавливаются из сталей, легированных Мо.
3. Химическая промышленность. Из материалов с Мо, обладающих кислотоустойчивостью, изготавливают различные аппараты для производства кислот или их переработки. Нагреватели печей, внутри которых водородная среда также изготавливаются из молибденовых сплавов. Также данный металл можно найти в составе некоторых лаков, красок, эмалей и термически наносимых глазурей. Используют металл и как катализатор для химических реакций.
4. Радиоэлектроника. Мо — незаменимый материал для изготовления электроосветительных и электронно-вакуумных приборов, среди которых многим известны радиолампы.
5. Медицина. В медицине элемент используется при изготовлении рентгеновских аппаратов.
6. Изделия из стекла. Из-за плавления при высокой температуре Мо используют при плавлении стекла.

Марки молибдена и его сплавов

Сплавы молибдена чаше применяются в промышленности, чем чистый металл. Среди них выделяются:

• металл с чистотой 99,96%, который используется для производства электронных устройств, маркируется МЧ;
• металл, получаемый плавкой под вакуумом, маркируется молибден МЧВП;
• для производства проволоки, используемой в источниках света, применяется металл под маркой МРН, где его содержание равно 99,92%;
• при введении присадки, кремниевая щелочь, молибден маркируется МК;
• в Мо вводится цирконий (Zr) или титан (Ti) – марка ЦМ;
• при введении рения – МР;
• вольфрам с Мо – МВ.

Плюсы и минусы молибдена

Среди достоинств следует отметить следующие:

• низкая плотность, а отсюда большая прочность;
• высокий показатель модуля упругости;
• термоустойчивость;
• жаростойкость;
• коррозионная стойкость;
• практически не расширяется при нагревании.

• после сварки швы обладают хрупкостью;
• снижение температуры уменьшает пластичность;
• механическое упрочнение возможно до 8000 °С.

Влияние химического состава на механические свойства стали

Каждый химический элемент, входящий в состав стали, по-своему влияет на ее механические свойства – улучшает или ухудшает.

Углерод (С), являющийся обязательным элементом и находящимся в стали обычно в виде химического соединения Fe₃C (карбид железа), с увеличением его содержания до 1,2% повышает твердость, прочность и упругость стали и уменьшает вязкость и способность к свариваемости. При этом также ухудшаются обрабатываемость и свариваемость.

Кремний (Si) считается полезной примесью, и вводится в качестве активного раскислителя. Как правило, он содержится в стали в небольшом количестве (в пределах до 0,4%) и заметного влияния на ее свойства не оказывает. Но при содержании кремния более 2% сталь становится хрупкой и при ковке разрушается.

Марганец (Mn) содержится в обыкновенной углеродистой стали в небольшом количестве (0,3-0,8%) и серьезного влияния на ее свойства не оказывает. Марганец уменьшает вредное влияние кислорода и серы, повышает твердость и прочность стали, ее режущие свойства, увеличивает прокаливаемость, но снижает стойкость к ударным нагрузкам.

Сера (S) и фосфор (Р) являются вредными примесями. Их содержание даже в незначительных количествах оказывает вредное влияние на механические свойства стали. Содержание в стали более 0,045% серы делает сталь красноломкой, т.е. такой, которая при ковке в нагретом состоянии дает трещины. От красноломкости сталь предохраняет марганец, который связывает серу в сульфиды (MnS). Содержание в стали более 0,045% фосфора, делает сталь хладноломкой, т.е. легко ломающейся в холодном состоянии. Обрабатываемость стали фосфор несколько улучшает, так как способствует отделению стружки.

Ниобий (Nb) улучшает кислостойкость стали и способствует уменьшению коррозии в сварных конструкциях.

Титан (Тi) повышает прочность, плотность и пластичность стали, улучшает обрабатываемость и сопротивление коррозии. Повышает прокаливаемость стали при малых содержаниях и понижает при больших.

Хром (Cr) повышает прочность, закаливаемость и жаростойкость, режущие свойства и стойкость на истирание, но снижает вязкость и теплопроводность стали. Содержание большого количества хрома (в обычных сортах стали доходит до 2%, а в специальных — до 25%) делает сталь нержавеющей и обеспечивает устойчивость магнитных сил.

Молибден (Mo) повышает прочностные характеристики стали, увеличивает твердость, красностойкость, антикоррозионные свойства. Делает ее теплоустойчивой, увеличивает несущую способность конструкций при ударных нагрузках и высоких температурах. Затрудняет сварку, так как активно окисляется и выгорает.

Никель (Ni) увеличивает вязкость, прочность и упругость, но несколько снижает теплопроводность стали. Никелевые стали хорошо куются. Значительное содержание никеля делает сталь немагнитной, коррозионностойкой и жаропрочной.

Вольфрам (W) образуя в стали твердые химические соединения – карбиды, резко увеличивает твердость и красностойкость. Увеличивает работоспособность стали при высоких температурах, ее прокаливаемость, повышает сопротивление стали к коррозии и истиранию, уменьшает свариваемость.

Ванадий (V) обеспечивает мелкозернистость стали, повышает твердость и прочность. Увеличивает плотность стали, так как является хорошим раскислителем. Снижает чувствительность стали к перегреву и улучшает свариваемость.

Кобальт (Co) повышает жаропрочность, магнитные свойства, увеличивает сопротивление удару.

Алюминий (Аl) является активным раскислителем. Делает сталь мелкозернистой, однородной по химическому составу, предотвращает старение, улучшает штампуемость, повышает твердость и прочность, увеличивает сопротивление окислению при высоких температурах.

Медь (Cu) влияет на повышение коррозионной стойкости, предела текучести и прокаливаемости. На свариваемость не влияет.

Для всестороннего понимания и анализа процессов, происходящих при легировании и деформировании сталей, важную роль играет знание зависимостей между химическим составом и механическими свойствами.

Целью настоящих исследований является изучение комплексного влияния химического состава на предел текучести σ_Т арматурной стали класса А500С.

В течение сентября и октября текущего года в Лаборатории испытаний строительных материалов и конструкций ГБУ «ЦЭИИС» проводились испытания образцов арматурных стержней диаметром от Ø16 до Ø36. Были выполнены более 30 параллельных испытаний. При этом для одной и той же пробы данного типоразмера арматурных стержней определяли фактическую массовую долю химических элементов с помощью оптико-эмиссионного спектрометра PMI-MASTER SORT (рис.1) и механические свойства стали при помощи испытательной машины ИР-1000М-авто (рис.2).

Рис.1 — Испытание арматурного стержня для определения химического состава стали.

Рис.2 — Испытания арматурной стали на растяжение.

Для обеспечения достоверности статистических выводов и содержательной интерпретации результатов исследований сначала определили необходимый объем выборки, т.е. минимальное количество параллельных испытаний. Так как в данном случае испытания проводятся для оценки математического ожидания, то при нормальном распределении исследуемой величины минимально необходимый объем испытаний можно найти из соотношения:

где υ – выборочный коэффициент вариации,

t_α,k – коэффициент Стьюдента,

α=1-P – уровень значимости (Р — доверительная вероятность),

k = n-1 – число степеней свободы,

Δ_М – максимальная относительная ошибка (допуск) при оценке математического ожидания в долях математического ожидания (Δ_М = γ*δ_М, где γ — генеральный коэффициент вариации, δ_М – максимальная ошибка при оценке математического ожидания в долях среднеквадратического отклонения).

Как правило, генеральный коэффициент вариации γ неизвестен, и его заменяют выборочным коэффициентом вариации υ, для определения которого нами была проведена серия из десяти предварительных испытаний.

По результатам проведенных испытаний и выполненных расчетов при доверительной вероятности Р=0,95 получен необходимый объем выборки, равной n=26. Фактическое количество испытаний, как было сказано выше, составило 36.

Массив данных, полученных по результатам проведенных параллельных испытаний, был обработан с помощью многофакторного корреляционного анализа.

Уравнение множественной регрессии может быть представлено в виде:

Y = f (β, X) + ε,

где X=(X₁, X₂,…, X_m) – вектор независимых (исходных) переменных; β – вектор параметров (подлежащих определению); ε – случайная ошибка (отклонение); Y – зависимая (расчетная) переменная.

Разработка множественной корреляционной модели всегда сопряжена с отбором существенных факторов, оказывающих наибольшее влияние на признак-результат. В нашем случае из дальнейшего рассмотрения были исключены три элемента (Аl, Тi, W) по причине их низкой массовой доли (

Если вы нашли ошибку: выделите текст и нажмите Ctrl+Enter