戰(zhàn)略金屬
鎢是一種戰(zhàn)略金屬。眾所周知,稀有金屬是國家的重要戰(zhàn)略資源,而鎢是典型的稀有金屬,具有極為重要的用途。它是當(dāng)代高科技新材料的重要組成部分,一系列電子光學(xué)材料、特殊合金、新型功能材料及有機金屬化合物等均需使用獨特性能的鎢。用量雖說不 大,但至關(guān)重要,缺它不可。因而廣泛用于當(dāng)代通訊技術(shù)、電子計算機、宇航開發(fā)、醫(yī)藥衛(wèi)生、感光材料、光電材料、能源材料和催化劑材料等。
自然界里出現(xiàn)的有五種鎢的同位素,它們的半衰期均非常長,因此可以被看作是穩(wěn)定同位素。所有這些同位素均可以通過α衰變蛻化為鉿。能夠測量到的半衰期是180W,其半衰期為1.8×1018年,其它同位素沒有被觀測到自然衰變,強迫退化的半衰期:182W, T1/2> 8.3 年,184W, T1/2> 29 年,185W, T1/2> 13 年,186W, T1/2> 27 年。它們的半衰期僅是理論值。平均每年在一克180W中發(fā)生兩次α衰變。此元素已發(fā)現(xiàn)4種同位素,有三種可能有輕微放射性,它們分別是182W、186W、183W。
鎢有27種人造放射性同位素,其中穩(wěn)定的是181W,其半衰期為121.2天,185W的半衰期為75.1天,188W的半衰期為69.4天,178W的半衰期為21.6天。其它放射性同位素的半衰期均在24小時以下,其中大多數(shù)少于8分鐘。
鎢以純金屬狀態(tài)和以合金系狀態(tài)廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代技術(shù)中,合金系狀態(tài)中主要的是合金鋼、以碳化鎢為基的硬質(zhì)合金、耐磨合金和強熱合金。鎢主要分別應(yīng)用于以下工業(yè)領(lǐng)域:
鋼鐵工業(yè):鎢大部分用于生產(chǎn)特種鋼。廣泛采用的高速鋼含有9%——24%的鎢、3.8%——4.6%的鉻、1%——5%的釩、4%——7%鈷、0.7%——1.5%碳。高速鋼的特點是在空氣中有高的強化回火溫度(700——800℃)下,能自動淬火,因此,直到600—650℃它還保持高的硬度和耐磨性。合金工具鋼中的鎢鋼含有0.8%——1.2%的鎢;鉻鎢硅鋼含有2%——2.7%的鎢;鉻鎢鋼中含有2%——9%的鎢;鉻鎢錳鋼中含有0.5%——1.6%的鎢。含鎢的鋼用于制造各種工具:如鉆頭、銑刀、拉絲模、陰模和陽模,氣支工具等零件。鎢磁鋼是含有5.2%——6.2%的鎢、0.68%——0.78%碳、0.3%——0.5%鉻的永磁體鋼。鎢鈷磁鋼含有11.5%——14.5%的鎢、5.5%——6.5%鉬、11.5%——12.5%鈷的硬磁材料。它們具有高的磁化強度和矯頑磁力。
碳化鎢基硬質(zhì)合金
鎢的碳化物具有高的硬度、耐磨性和難熔性。這些合金含有85%——95%的碳化鎢和5%——14%的鈷,鈷是作為粘結(jié)劑金屬,它使合金具有必要的強度。主要用于加工鋼的某些合金中,還含有鈦、鉭和鈮的碳化物。所有這些合金都是用粉末冶金法制造的。當(dāng)加熱到1000——1100℃時,它們?nèi)跃哂懈叩挠捕群湍湍バ?。硬質(zhì)合金刀具的切削速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)地超過了的工具鋼刀具的切削速度。硬質(zhì)合金主要用于切削工具、礦山工具和拉絲模等。