вольфрамовые стали

вольфрам
W
Элемент IV группы Периодич. системы; ат. н. 74, ат. м. 183,85; тугоплавкий тяжелый металл светло-серого цвета. Природный W состоит из смеси пяти стабильных изотопов:"Х 182W, ""W, 184W, I86W. Был открыт и выделен в виде WO₃ в 1781 г. швед, химиком К. Шееле. Металлич. W был получен восстановлением WO₃ углеродом в 1783 г. исп. химиками братьями д'Элуяр. W мало распространен в природе; его содержание в земной коре 1 • КГ4 мас. %. В свободном состоянии не встречается, образует собственные минералы, гл. обр., вольфраматы (соли вольфрамовых кислот с общей формулой лсН₂О • >>WO₃, из кот-рых пром. значение имеют вольфрамит (Fe, Mn)WO₄ (содержащий 74-76 % WO,) и шеелит CaWO₄ (-80 % WO,).
W имеет ОЦК решетку с периодом а = = 0,31647 нм; у = 19,3 г/см*; tm = 3400 + 20 ^оС; tfm = 5900 °С; Х20.с= 130,2 Вт/(м • К), р20.с= = 5,5 • 10"* Ом • см. Для кованого слитка а.= = 1,0-4,3 ГПа; НВ = 3,5-4,0 ГПа; Е= 350+ 380 ГПа для проволоки и 390-410 ГПа для монокристаллич. нити. При комн. темп-ре W малопластичен. В обычных условиях W химически стоек. При 400—500 ^оС компактный металл заметно окисляется на воздухе до WO₃. Галогены, сера, углерод, кремний, бор взаимодействуют с W при высоких темп-pax. С водородом W не реагирует до tm; с азотом выше 1500 °С образует нитрид. При обычных условиях W стоек к кислотам НСl, H₂SO₄, HNO, и HF, а также к царской водке. Валентность W в соединениях от 2 до 6, наиболее устойчивы соединения высшей валентности. W образует четыре оксида: высший — WO₃ (вольфрамовый ангидрид), низший - WO₂ и два промежуточных - W₁₀O₂, и W₄Olr С хлором W образует ряд хлоридов и оксихлоридов. Наиболее важные их них: WCl₆ (/1И = 275 ^оС, tfm= 348 °С) и WO₂Cl₂ (С_кип = 266 ^оС, выше 300 ^оС сублимирует) — получаются при действии хлора на WO, в присутствии угля. С серой W образует сульфиды WS₂ и WS,. Карбиды вольфрама WC (tm = 2900 ^оС) и W₂C (tm = 2750 °С) — тв. тугоплавкие соединения; образуются при взаимодействии W с углеродом при 1000-1500 °С.
Сырьем для пром. получения W служат вольфрамитовые и шеелитовые концентраты (50-60 % WO,). Из концентратов непосредственно выплавляют ферровольфрам (сплав Fe с 65-80 % W), использ. в произ-ве стали. Для получения W, его сплавов и соединений выделяют WO₃. В пром-сти применяют неск. способов получения WO₃. Шеелитовые концентраты разлагают в автоклавах р-ром соды при 180—200 ^оС (получают техн. р-р вольфрамата натрия) или соляной кислотой (получают техническую вольфрамовую к-ту):
= Na₂WO₄
CaWO₄(TB)
СаСО,(тв),
CaWO₄(TB) + 2НСl(ж) = H₂WO₄(TB) +
+ СаСl₂(р-р). ***#*
Вольфрамитовые концентраты разлагают либо спеканием с содой при 800-900 °С с последующим выщелачиванием Na₂WO₄ водой, либо обработкой при нагревании р-ром NaOH. При разложении щелочными агентами (содой или едким натром) образуется раствор Na₂WO₄, загрязн. примесями. После их отделения из р-ра выделяют H₂WO₄. Высушенный H₂WO₄ содержит 0,2—0,3 % примесей. Прокаливанием H₂WO₄ при 700—800 °С получают WO₃, а уже из него металлич. W и его соединения. При этом для произ-ва металлич. W дополнительно H₂WO₄ очищают аммиачным способом. Порошок W получают восстановлением WO₃ водородом, а также и углеродом (в произ-ве тв. сплавов) в трубчатых электрич. печах при 700—850 °С. Компактный металл получают из порошка способами порошковой металлургии в виде заготовок-штабиков, которые хорошо поддаются обработке давлением (ковке, волочению, прокатке и т.п.). Из штабиков методом бестигельной электроннолучевой зонной плавки получают также монокристаллы W.
W широко применяется в совр. технике в виде чистого металла и ряде сплавов, наиболее важные из которых легиров. конструкционные, быстрореж., инструмент. стали, тв. сплавы на основе карбида W, жаропрочные и нек-рые др. спец. сплавы (см. Вольфрамовые сплавы). Тугоплавкость и низкое давление пара при высоких темп-pax делают W незаменимым для деталей электровакуумных приборов в радио- и рентгенотехнике. В разных областях техники используют нек. хим. соединения W, напр. Na₂WO₄ (в лакокрасочной и текстильной пром-сти), WS₂ (катализатор в органич. синтезе, тв. смазка для трения).
[ http://metaltrade.ru/abc/a.htm]

Тематики

• металлургия в целом

Синонимы

• W

EN

• tungsten