タングステン圧延製品
特性
化学元素であるタングステンは、周期表の第6族に位置し、原子量は183.84です。最も重い金属の一つです。タングステン酸化物を炭素で還元して得られます。メタリックな光沢のある淡い灰色をしています。自然界では、質量数180から186の安定同位体と混合してのみ存在します。
| 原子番号 W | 原子量 (モル質量) g/mol | 酸化状態 | 密度 [g/cm3] | 融点 t°C | 沸点 t°C | 融解熱 kJ/kg |
|---|---|---|---|---|---|---|
| № 74 | 183.84 | 0, 2, 3, 4, 5, 6 | 19.25 | 3422°C | 5500°C | 191 |
歴史
17世紀には、ヨーロッパ人はすでにタングステン鉱石とセライトを知っていましたが、これらはタングステンの最も一般的な鉱物です。純粋な形のタングステンは18世紀末に得られましたが、1847年にオクスランドがカシテライトからタングステン酸、ナトリウムタングステン酸塩、およびタングステンの取得を特許を取得するまで、長らく研究室の珍しい物質でした。10年後、オクスランドは鉄タングステン合金の生産を特許化し、現代の高速工具鋼の基礎を築きました。しかし、半世紀近く、生産コストが高いため、これらの技術開発を産業に導入することは困難でした。ウラルでは、タングステン鋼が1865年に初めて精錬されました。19世紀末には、合金鋼や工具鋼の需要が高まり、「ベスレヘム・スチール」社で高速工具鋼のラインが稼働を開始しました。1900年には、これらの合金のサンプルがパリで開催された万国博覧会で紹介され、すべての先進国の冶金学者を驚かせました。20世紀初頭、エジソンは白熱球にタングステンのフィラメントを応用しようと考え、電気技術でのタングステンの使用の始まりとなりました。今日、タングステンはもはや珍しいものではなく、日常生活にしっかりと根付いています。手頃な価格で購入することができます。
物理的性質
Wは耐火金属のグループに属します。このグループのすべての元素は、高い融点（2500°K超）と高い密度（8g/m3超）を特徴としています。それに加えて、タングステンは高い硬度（3430MPa）を持っています。また、周期表のこのグループにある他の耐火性元素と比較して、タングステンは最も高い沸点（5828°K、5555°C）を持っています。このグループの金属の中で、タングステンは最も高価なものの一つです。
種類
通常、タングステンは2つの形態で使用されます。一つ目は、銅または銀で浸透した多孔質金属です。浸透により、金属は600m/分で切断しやすくなります。もう一つの形態である鍛造性で非合金のタングステンと比較すると、後者の最大切断速度は90m/分です。
さらに、タングステン合金は単相と異相に分類されます。単相合金は、特定の化学元素（モリブデン、クロム、レニウムなど）で合金化されたものと考えられます。最も強度のある合金は15％のモリブデンを含むものです。最も柔軟な合金はレニウムで合金化され、合金中のレニウムの割合は約26％です。この種のタングステンの価格は、多孔質金属と比較してわずかに低いです。
異相合金には、炭素およびジルコニウム（ニオブ）が0.20−0.60%および0.2−0.6%の割合で含まれるものが含まれます。2300°C以下の温度では、これらの合金から微細なカーバイド粒子が析出し、高温強度が向上するため、これらの合金は分散強化合金とも呼ばれます。
タングステンカーバイド
通常、WCを含む合金は、
さらに、TTKやTKと呼ばれるグループもあります。TTK-スティール合金には、チタンおよびタンタルのカーバイドが含まれています。これらは、高温耐性スティールやチタン合金の処理に使用されます。
TKグループの合金は、TTKとは異なり、チタンカーバイドのみを含む点が特徴です。これらの合金は、炭素鋼の加工や旋盤やフライス盤を用いた作業に使用されます。
タングステンが高価であるため、しばしばタングステンを含まない合金が使用され、それにはチタンカーバイドや他の耐火金属（ニッケル、モリブデンなど）が含まれます。
用途
採掘されるタングステンの60%以上は、ステンレス合金鋼や特殊工具鋼の製造に使用されます。しばしば、これにはタングステンスクラップが使用されます。タングステンの溶けない電極は、すべての種類のスティールの交流および直流溶接に使用されます。電極の特別なカラーリング（ゴールド、赤、青、グレーなど）により、どのタイプの合金に適しているか、どの種類の電流が使用可能かを識別できます。
タングステンの合金は、多年にわたり、高温部品の耐熱被膜に使用されています。耐火性と最小の表面蒸発は、この金属を照明フィラメントに使用することを可能にします。いくつかの化学企業は、有機合成において触媒として使用しています。タングステンの化合物は、高温耐性の潤滑剤として、あるいは水および耐火性を強化するための繊維染料としても使用されます。
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