Проволока вольфрам-рений ВР

Вольфрам-рениевые сплавы — системные материалы тугоплавкой металлургии, в которых добавка рения решает сразу несколько задач: повышает пластичность чистого вольфрама, увеличивает температуру рекристаллизации и обеспечивает стабильные термоэлектрические характеристики в широком диапазоне температур. Именно сочетание этих свойств делает вольфрам-рениевую проволоку незаменимой в высокотемпературных измерительных системах.

Что даёт рений вольфраму

Чистый вольфрам хрупок после рекристаллизации и плохо деформируется в холодном состоянии. Добавка рения даже в небольших количествах (5–27%) кардинально меняет картину:

• Пластичность резко возрастает — проволоку можно волочить до диаметров 0,1 мм и тоньше.
• Температура рекристаллизации сплава выше, чем у нелегированного вольфрама, что важно при длительной работе в условиях термоциклирования.
• Термо-ЭДС пары ВР5/ВР20 стабильна в диапазоне от 0 до 2200 °C — ни один другой промышленный сплав не даёт такого рабочего диапазона.

При концентрации рения выше 35% однородность сплава нарушается при температурах от 1100 °C, а термо-ЭДС начинает снижаться. Именно поэтому в отечественной термопарной практике максимальное содержание рения в электроде ограничено 20–27%.

Производство вольфрам-рениевой проволоки осуществляется методом порошковой металлургии: смесь вольфрамового порошка и перрената аммония (NH₄ReO₄) прессуют в штабики, спекают и поэтапно волочат в проволоку нужного диаметра.

Марки вольфрам-рениевой проволоки ВР

ВР-5 и ВР-20 — электроды термопары ТВР

Стандартная пара для термоэлектрического термометра типа ТВР — это проволока ВР-5 (положительный электрод, ≈95% W + 5% Re) и ВР-20 (отрицательный электрод, ≈80% W + 20% Re). Пара обозначается ВР5/20 и соответствует типу «А» по международной классификации.

Рабочий диапазон термопары ТВР на основе ВР5/20 — 0…2200 °C при длительной эксплуатации, кратковременно — до 2500 °C. Погрешность измерения при высоких температурах составляет ±0,01 °C, что делает ТВР наиболее точным инструментом измерения в зоне 1300–2500 °C. Номинальные статические характеристики (НСХ) преобразования регламентированы ГОСТ Р 8.585-2001 (градуировки А-1, А-2, А-3).

Важно: в одном термометре нельзя совмещать проволоки из разных партий, даже при одинаковой марке — разброс термо-ЭДС внутри партии допускается до 50 мкВ до 1500 °C, между партиями расхождение может быть больше.

ВАР-5 — модифицированный положительный электрод

Сплав ВАР-5 — это ВР-5, дополнительно легированный алюминием и кремнийщелочной присадкой. Состав близок к ВР-5 (основа W, ~5% Re), но модифицирующие добавки повышают стабильность термоэлектрических характеристик в 2–3 раза при температурах до 2000 °C. Применяется как положительный электрод в термопарах повышенной стабильности взамен ВР-5 там, где требуется снижение метрологического дрейфа при длительной работе. НСХ пары ВАР-5/ВР-20 идентична ВР-5/ВР-20 по ГОСТ Р 8.585-2001.

ВР-27ВП — высокорениевый сплав

Марка ВР-27ВП содержит рений в диапазоне 24–30% (номинально ~27%), остальное — вольфрам, плюс малые примеси (Al, Fe, Ni, Mg, Ca не более 0,05%). Выпускается по ТУ 48-19-274-91 в виде проволоки и прутков. Применяется для:

• электродов термопар при температурах до 2200 °C;
• нагревательных элементов высокотемпературных вакуумных печей;
• пружин, сеток и катодов в электровакуумных и полупроводниковых приборах.

По сравнению с ВР-20, более высокое содержание рения даёт дополнительный прирост пластичности и чуть более высокую температуру рекристаллизации, что актуально для пружинящих элементов и нагревателей с механической нагрузкой.

Молибден-рениевая проволока МР-47ВП

Отдельную группу составляют молибден-рениевые сплавы. Марка МР-47ВП содержит номинально около 47% Re, остальное — молибден; суммарные примеси (Sn, Pb, P, As, N, O, H и другие) нормируются по ТУ 48-19-254-77 (актуализация — ТУ 48-19-254-91). Выпускается в виде проволоки и прутков методом вакуумной плавки.

Молибден — более лёгкий, чем вольфрам, металл с температурой плавления ~2620 °C. Добавка 47% рения значительно увеличивает его пластичность и жаропрочность. Основные области применения МР-47ВП — производство нитей и деталей электроламп, катодов и нагревателей электровакуумных приборов.

Условия эксплуатации: среда имеет решающее значение

Критическое ограничение для всех вольфрам- и молибден-рениевых проволок — полная непригодность для работы на открытом воздухе при нагреве. Окисление начинается при 300–400 °C, при 500–600 °C уже идёт интенсивно. Допустимые рабочие среды:

• вакуум;
• инертные газы (аргон, гелий);
• водород;
• сухой азот (при строжайшем контроле отсутствия органики и влаги).

В качестве изоляции термоэлектродов используется керамика на основе оксидов Be, Hf, Mg, Al — они химически совместимы со сплавом при высоких температурах.

Форма поставки и сортамент

Марка	Re, %	Основа	Нормативный документ	Вид проката	Диаметр, мм
ВР-5	~5	W	ТУ (СУО.021.142 ТУ)	Проволока	0,10–0,50
ВР-20	~20	W	ТУ (ЯеО.021.125 ТУ)	Проволока	0,10–0,50
ВАР-5	~5	W + Si-щел. присадка	ТУ	Проволока	0,10–0,50
ВР-27ВП	24–30	W	ТУ 48-19-274-91	Проволока, пруток	0,10–0,50 (пр.)
МР-47ВП	~47	Mo	ТУ 48-19-254-91	Проволока, пруток	0,10 и выше

Термоэлектродная проволока ВР-5 и ВР-20 поставляется в мотках (катушках), подобранных попарно с согласованной термо-ЭДС. Совмещение электродов из разных мотков одной марки без предварительной проверки НСХ не допускается.

Информацию о наличии, градуировке и минимальной партии уточняйте у менеджеров. Также поставляем проволоку ВР5/20 в паре и рений металлический для собственного производства сплавов.