Istilah 'logam tahan api' digunakan untuk mendeskripsikan sekelompok elemen logam yang memiliki titik leleh sangat tinggi dan tahan terhadap keausan, korosi, dan deformasi.
Penggunaan industri dari istilah logam tahan api paling sering mengacu pada lima elemen yang umum digunakan:
- Molibdenum (Mo)
- Niobium (Nb)
- Renium (Re)
- Tantalum (Ta)
- Tungsten (W)
Namun, definisi yang lebih luas juga mencakup logam yang kurang umum digunakan:
- Chromium (Cr)
- Hafnium (Hf)
- Iridium (Ir)
- Osmium (Os)
- Rhodium (Rh)
- Ruthenium (Ru)
- Titanium (Ti)
- Vanadium (V)
- Zirkonium (Zr)
Karakternya
Ciri pengenal logam tahan api adalah ketahanannya terhadap panas. Lima logam tahan api industri semuanya memiliki titik leleh lebih dari 3632 ° F (2000 ° C).
Kekuatan logam tahan api pada suhu tinggi, dikombinasikan dengan kekerasannya, membuatnya ideal untuk alat pemotong dan pengeboran.
Logam tahan api juga sangat tahan terhadap guncangan termal, artinya pemanasan dan pendinginan yang berulang tidak akan mudah menyebabkan pemuaian, tegangan, dan keretakan.
Semua logam memiliki kepadatan tinggi (berat) serta memiliki sifat penghantar listrik dan panas yang baik.
Sifat penting lainnya adalah ketahanannya terhadap merayap, kecenderungan logam untuk perlahan berubah bentuk di bawah pengaruh tekanan.
Karena kemampuannya untuk membentuk lapisan pelindung, logam tahan api juga tahan terhadap korosi, meskipun mudah teroksidasi pada suhu tinggi.
Logam Tahan Api & Metalurgi Serbuk
Karena titik leleh dan kekerasannya yang tinggi, logam tahan api paling sering diproses dalam bentuk bubuk dan tidak pernah dibuat dengan pengecoran.
Serbuk logam diproduksi dengan ukuran dan bentuk tertentu, kemudian dicampur untuk membuat campuran properti yang tepat, sebelum dipadatkan dan disinter.
Sintering melibatkan pemanasan bubuk logam (dalam cetakan) untuk jangka waktu yang lama. Di bawah panas, partikel bubuk mulai terikat, membentuk kepingan padat.
Sintering dapat mengikat logam pada suhu yang lebih rendah dari titik lelehnya, keuntungan yang signifikan saat bekerja dengan logam tahan api.
Bubuk Karbida
Salah satu kegunaan paling awal untuk banyak logam tahan api muncul pada awal abad ke-20 dengan pengembangan karbida yang disemen.
Widia, tungsten karbida komersial pertama yang tersedia, dikembangkan oleh Osram Company (Jerman) dan dipasarkan pada tahun 1926. Hal ini menyebabkan pengujian lebih lanjut dengan logam yang sama kerasnya dan tahan aus, yang pada akhirnya mengarah pada pengembangan karbida sinter modern.
Produk bahan karbida sering kali mendapat manfaat dari campuran bubuk yang berbeda. Proses pencampuran ini memungkinkan pengenalan sifat-sifat menguntungkan dari logam yang berbeda, dengan demikian, menghasilkan bahan yang lebih unggul dari apa yang dapat dibuat oleh logam tertentu. Misalnya, bubuk Widia asli terdiri dari 5-15% kobalt.
Catatan: Lihat lebih lanjut tentang properti logam tahan api pada tabel di bagian bawah halaman.
Aplikasi
Paduan dan karbida berbasis logam tahan api digunakan di hampir semua industri besar, termasuk elektronik, dirgantara, otomotif, kimia, pertambangan, teknologi nuklir, pemrosesan logam, dan prostetik.
Daftar penggunaan akhir logam tahan api berikut ini disusun oleh Asosiasi Logam Tahan Api:
Logam Tungsten
- Filamen lampu pijar, fluoresen, dan lampu otomotif
- Anoda dan target untuk tabung sinar-X
- Mendukung semikonduktor
- Elektroda untuk pengelasan busur gas inert
- Katoda berkapasitas tinggi
- Elektroda untuk xenon adalah lampu
- Sistem pengapian otomotif
- Nozel roket
- Pemancar tabung elektronik
- Crucible pemrosesan uranium
- Elemen pemanas dan perisai radiasi
- Paduan elemen dalam baja dan superalloy
- Penguatan dalam komposit matriks-logam
- Katalis dalam proses kimia dan petrokimia
- Pelumas
Molibdenum
- Penambahan paduan pada besi, baja, baja tahan karat, baja perkakas, dan superalloy berbasis nikel
- Spindel roda gerinda presisi tinggi
- Semprotkan metalisasi
- Die-casting mati
- Komponen mesin rudal dan roket
- Elektroda dan batang pengaduk dalam pembuatan kaca
- Elemen pemanas tungku listrik, perahu, pelindung panas, dan liner knalpot
- Pompa penyulingan seng, mesin cuci, katup, pengaduk, dan sumur termokopel
- Produksi batang kendali reaktor nuklir
- Ganti elektroda
- Mendukung dan mendukung transistor & penyearah
- Filamen & kabel pendukung untuk lampu depan mobil
- Pengambil tabung vakum
- Roket rok, kerucut, dan pelindung panas
- Komponen Rudal
- Superkonduktor
- Peralatan proses kimia
- Pelindung panas dalam tungku vakum suhu tinggi
- Paduan aditif dalam paduan besi & superkonduktor
Semen Tungsten Carbide
- Semen Tungsten Carbide
- Alat pemotong untuk pemesinan logam
- Peralatan teknik nuklir
- Alat pertambangan dan pengeboran minyak
- Membentuk mati
- Gulungan pembentuk logam
- Panduan benang
Logam Berat Tungsten
- Busing
- Kursi katup
- Pisau untuk memotong material keras dan abrasif
- Poin pena titik bola
- Gergaji dan bor Masonry
- Logam berat
- Pelindung radiasi
- Penyeimbang pesawat
- Counterweight arloji pemuntir otomatis
- Mekanisme penyeimbang kamera udara
- Bobot keseimbangan bilah rotor helikopter
- Sisipan berat klub emas
- Badan panah
- Sekering persenjataan
- Peredam getaran
- Persenjataan Militer
- Pelet senapan
Tantalum
- Kapasitor elektrolitik
- Penukar panas
- Pemanas Bayonet
- Sumur termometer
- Filamen tabung vakum
- Peralatan proses kimia
- Komponen tungku suhu tinggi
- Crucible untuk menangani logam cair dan paduan
- Alat potong
- Komponen mesin dirgantara
- Implan bedah
- Aditif paduan di superalloy
Sifat Fisik Logam Tahan Api
| Tipe | Satuan | Mo | Ta | Nb | W | Rh | Zr |
| Kemurnian Komersial Khas | 99.95% | 99.9% | 99.9% | 99.95% | 99.0% | 99.0% | |
| Massa jenis | cm / cc | 10.22 | 16.6 | 8.57 | 19.3 | 21.03 | 6.53 |
| lbs / in2 | 0.369 | 0.60 | 0.310 | 0.697 | 0.760 | 0.236 | |
| Titik lebur | Celcius | 2623 | 3017 | 2477 | 3422 | 3180 | 1852 |
| ° F | 4753.4 | 5463 | 5463 | 6191.6 | 5756 | 3370 | |
| Titik didih | Celcius | 4612 | 5425 | 4744 | 5644 | 5627 | 4377 |
| ° F | 8355 | 9797 | 8571 | 10,211 | 10,160.6 | 7911 | |
| Kekerasan Khas | DPH (vickers) | 230 | 200 | 130 | 310 | -- | 150 |
| Konduktivitas Termal (@ 20 ° C) | kal / cm2/cm°C/sec | -- | 0.13 | 0.126 | 0.397 | 0.17 | -- |
| Koefisien Ekspansi Termal | ° C x 10 -6 | 4.9 | 6.5 | 7.1 | 4.3 | 6.6 | -- |
| Resistivitas Listrik | Mikro-ohm-cm | 5.7 | 13.5 | 14.1 | 5.5 | 19.1 | 40 |
| Konduktivitas listrik | % IACS | 34 | 13.9 | 13.2 | 31 | 9.3 | -- |
| Kekuatan Tarik (KSI) | Sekelilingnya | 120-200 | 35-70 | 30-50 | 100-500 | 200 | -- |
| 500 ° C | 35-85 | 25-45 | 20-40 | 100-300 | 134 | -- | |
| 1000 ° C | 20-30 | 13-17 | 5-15 | 50-75 | 68 | -- | |
| Perpanjangan Minimum (ukuran 1 inci) | Sekelilingnya | 45 | 27 | 15 | 59 | 67 | -- |
| Modulus Elastisitas | 500 ° C | 41 | 25 | 13 | 55 | 55 | |
| 1000 ° C | 39 | 22 | 11.5 | 50 | -- | -- |
Sumber: http://www.edfagan.com