텅스텐 합금은 텅스텐(85%-99% 텅스텐 함유)을 기반으로 하며 소량의 Ni, Cu, Fe, Co, Mo, Cr 및 기타 원소가 첨가된 일종의 합금 재료입니다. 밀도는 16.5-18.75g/cm3만큼 높으며 일반적으로 고비중 합금, 중합금 또는 고밀도 텅스텐 합금으로 알려져 있습니다.
텅스텐 합금은 몰리브덴 텅스텐 합금, 니오브 텅스텐 합금 및 초경합금으로 구분됩니다.
1. 몰리브덴-텅스텐 합금
몰리브덴과 텅스텐이라는 두 가지 원소를 포함하는 합금으로, 몰리브덴 기반 몰리브덴-텅스텐 합금과 텅스텐 기반 텅스텐-몰리브덴 합금 시리즈가 포함됩니다. 이 합금은 어떤 비율로든 형성될 수 있으며 모든 온도에서 완전한 고용체 합금입니다.
2. 니오브-텅스텐 합금
니오브 합금은 니오브를 모재로 하여 일정량의 텅스텐과 기타 원소를 첨가하여 형성됩니다. 텅스텐과 니오븀은 무한 고용체를 형성합니다. 텅스텐은 니오븀의 효과적인 강화 원소이지만 텅스텐 첨가량이 증가함에 따라 합금의 소성-취성 전이 온도가 증가하고 입자 크기도 크게 증가합니다. 따라서 고강도 니오븀-텅스텐 합금을 얻기 위해서는 텅스텐의 첨가량을 적절히 조절하는 동시에 지르코늄, 하프늄 등의 원소를 첨가하여 결정립을 미세화하고 소성취성을 감소시켜야 한다. 전이 온도. 1961년 미국은 우주왕복선 외피용 Nb-10W-2.5Zr 합금 개발에 성공했고, 이후 이를 Nb-10W-1Zr-0.1C 합금으로 개발했다. 1970년대 초 중국은 NbWl0Zr2.5 및 NbWl0Zr1C0.1 합금을 성공적으로 개발했습니다.
3. 초경합금
초경합금은 텅스텐 합금의 가장 일반적이고 중요한 형태로, 기존의 텅스텐 합금과 다른 점은 텅스텐과 탄소, 코발트로 만들어진다는 점입니다. , 그래서 종종 텅스텐-코발트 합금이라고도 불립니다. 산업현장에서 가장 많이 사용되는 공구는 기본적으로 초경공구이므로 텅스텐 합금인 초경을 '산업용 치'라고도 합니다.
1907년에는 니켈 함량이 낮은 텅스텐 합금이 기계 가공으로 제조됐지만 취성이 심해 적용이 어려웠다. 1909년이 되어서야 미국 제너럴 일렉트릭(General Electric Company)의 쿨리지(W. D. Coolidge)가 분말 야금법을 통해 텅스텐 빌렛을 생산하고, 기계적 가공을 통해 상온에서 연성이 있는 텅스텐 와이어를 생산함으로써 텅스텐 와이어 가공 산업의 기반을 마련했습니다. 이는 분말야금의 기초도 마련했다.
그러나 이 "연성" 텅스텐 합금은 전구가 점화된 후에 상당한 취성을 나타냅니다. 1913년에 Pintsch는 백열등 필라멘트의 취성을 크게 감소시키는 토리아화 텅스텐 필라멘트(ThO2 함량 1%-2%)를 발명했습니다. 처음에는 필라멘트의 처짐이 문제가 되지 않았다. 당시의 필라멘트는 직선 필라멘트였으나 1913년 이후 랭뮤어는 직선 필라멘트를 나선형 필라멘트로 변경하여 전구를 사용할 때 높은 작동 온도를 보였다. 이 효과로 인해 필라멘트가 늘어지게 되므로 순수 텅스텐과 토리아티드 텅스텐 모두 사용 요구 사항을 충족하기 어렵습니다. 텅스텐 와이어 처짐과 짧은 수명 문제를 해결하기 위해 1917년 A. Pacz는 고온에서 "변형되지 않는" 텅스텐 합금을 발명했습니다.