Алюминиево-танталовый мастер-сплав, алюминиевый танталовый сплав, сплав AlTa, E FORU

**Технический лист продукта: алюминиево-танталовый мастер-сплав (сплав Al-Ta)** **Версия:** 1.0 | **Дата:** 2025-04-02 --- ### **1. Общий обзор** Алюминиево-танталовый мастер-сплав (Al-Ta Alloy) — это специализированный высокопроизводительный мастер-сплав, использующий тантал для улучшения повышенных температурных свойств, коррозионной устойчивости и микроструктурной устойчивости алюминиевых сплавов. Тантал образует стабильные интерметаллические соединения с алюминием, особенно Al₃Ta, которые обеспечивают исключительную термическую устойчивость, устойчивость ползучести и удержание прочности при высоких температурах. Этот мастер-сплав в основном используется в сложных аэрокосмических, ядерных и высокотемпературных конструкциях. --- ### **2. Международные стандарты** Мастер-сплавы Al-Ta определены в нескольких международных стандартах: - **ASTM:** ASTM B179 (Стандартная спецификация для алюминиевых сплавов в слитках и расплавленных формах) - **ISO:** ISO 209-1 (кованые алюминиевые и алюминиевые сплавы) - **EN:** EN 1676 (Алюминиевые и алюминиевые сплавы — мастер-сплавы) - **AMS:** AMS 4486 (лист и пластины из алюминиево-танталового сплава) - **GB/T:** GB/T 8734 (Мастер-сплавы из алюминиевого сплава) - **Типичные сорта мастер-сплава: ** Al-10%Ta, Al-20%Ta, Al-30%Ta, Al-40%Ta --- ### **3. Химический состав (% веса)** Типичные диапазоны состава для главного сплава Al-Ta: | Элемент | Содержание (%) | Роль и замечания | |---------------------|-------------------|------------------------------------------| | Тантал (Ta) | 5.0 – 40.0 | Первичный легирующей элемент | | Ниобий (Nb) | 0 – 3.0 | Часто присутствует в коммерческом тантале | | Железо (Fe) | ≤ 0.15 | Контроль примесей | | Кремний (Si) | ≤ 0.10 | Контроль примесей | | Цирконий (Zr) | 0 – 2.0 | Опциональное дополнение для повышения стабильности | | Титан (Ti) | 0 – 1.5 | Опциональное добавление по очистке зерен | | Другие примеси | ≤ всего 0,08 | — | | Алюминий (Al) | Баланс | Базовый металл | --- ### **4. Физические свойства** | Свойство | Ценность / Диапазон | |---------------------------|-----------------------------------| | Плотность | 3,2 – 4,8 г/см³ | | Ареал плавления | 660 – 3017°C (Та тает при 3017°C) | | Интерметаллические фазы | Al₃Ta (первичная), AlTa₂, AlTa₃ | | Кристаллическая структура | DO₂₂ (тетрагональный) для Al₃Ta | | Теплопроводность | 70 – 120 Вт/м·К | | Электрическая проводимость | 20 – 35 % IACS | | Vickers Hardness | 90 – 180 HV | | Коэффициент теплового расширения | 18–22 × 10⁻⁶/K | --- ### **5. Ключевые характеристики и преимущества** - **Исключительная прочность на высокие температуры:** Сохраняет механические свойства до 500°C - **Превосходное сопротивление ползучести:** Отличная устойчивость к деформации при постоянной нагрузке - **Выдающаяся коррозионная устойчивость:** Высокая устойчивость к кислотным и химическим условиям - **Отличная микроструктурная стабильность:** Сопротивляется росту зерен и грубости осадков - **Радиационная устойчивость:** Подходит для ядерных применений - **Устойчивость к окислению:** Образует защитные оксидные слои при высоких температурах --- ### **6. Применение продуктов** - **Аэрокосмические компоненты:** Лопасти турбины, сопла ракет, тепловые щиты - **Ядерная промышленность:** Компоненты реакторов, радиационная защита - **Химическая обработка:** Реакционные сосуды, теплообменники, трубопроводные системы - **Медицинские имплантаты:** Хирургические инструменты, имплантируемые устройства - **Электроника:** Распыляющиеся мишени, тонкопленочные покрытия - **Аддитивное производство:** Специальные порошки для высокотемпературной 3D-печати - **Военное применение:** Компоненты ракет, бронесистемы --- ### **7. Доступные формы** - **Мастер-сплав:** слитки, выемки, гранулы - **Специальные формы:** Порошок для аддитивного производства, мишеней для распыления - **Высококачественные сорты:** 99,95% для ядерных и медицинских применений - **Стандартные размеры:** слитки весом 2–8 кг --- ### **8. Технические рекомендации по использованию** - **Скорость сложения:** 0,1–2,0% Ta к расплаву (обычно 0,3–1,0% для оптимального эффекта) - **Температура плавления:** 800–900°C - **Время ожидания:** 60–120 минут для полного растворения - **Перемешивание:** Энергичное механическое перемешивание необходимо - **Температура литья:** 730–790°C - **Термическая обработка:** Обработка раствором при 540–610°C, при выдержке при 375–475°C --- ### **9. Сравнение производительности при высоких температурах** | Система сплавов | Максимальная сервисная температура (°C) | Сопротивление ползучести | Коррозионная устойчивость | Стоимость | |--------------|----------------------|------------------|---------------------|------| | **Аль-Та** | 500 | Отлично | Выдающийся | Очень высокий | | **Ал-Нб** | 500 | Отлично | Отлично | Высокий | | **Аль-Мо** | 450 | Отлично | Очень хорошо | Высокий | | **Аль-Зр** | 400 | Очень хорошо | Хорошо | Средний | --- ### **10. Механические свойства при повышенных температурах** | Температура (°C) | Предел текучести (МПа) | Прочность на растяжение (МПа) | Creep Rupture Life (h) | |------------------|---------------------|-----------------------|------------------------| | **25** | 320–400 | 370–450 | — | | **300** | 250–310 | 290–350 | >800 | | **400** | 200–250 | 230–290 | 400–600 | | **500** | 150–200 | 180–230 | 150–300 | --- ### **11. Металлургические механизмы** - Образует когерентные DO₂₂-структурированные Al₃Ta осадки - Обеспечивает дисперсионное укрепление за счет стабильных интерметаллических веществ - Повышает температуру рекристаллизации на 200–280°C - Улучшает стабильность границы зерен за счет зенерового заклинания - Создаёт тонкое, равномерное распределение фаз усиления --- ### **12. Параметры контроля качества** - Консистенция содержания тантала (±0,1%) - Низкое содержание газа (водород