Quando un componente deve resistere a temperature che fondono l'acciaio e le leghe di nichel, la scelta si riduce solitamente a due metalli refrattari: molibdeno e tungsteno. Entrambi mantengono la resistenza dove i metalli comuni si ammorbidiscono, ma non sono intercambiabili. La scelta corretta dipende dalla temperatura, dal peso e dalla lavorazione meccanica consentiti dall'impiego.
Confronto diretto
| Proprietà | Molibdeno (Mo) | Tungsteno (W) |
|---|---|---|
| Punto di fusione | 2610 °C | 3410 °C (il più elevato tra tutti i metalli) |
| Densità | 10,22 g/cm³ | 19,25 g/cm³ (~2× Mo) |
| Lavorabilità meccanica | Buona (tornitura, fresatura, foratura) | Scarsa: fragile; utilizzare rettifica o elettroerosione |
| Costo relativo & peso | Inferiore, più leggero | Superiore, molto più pesante |
| Norma comune | ASTM B387 (barra/bacchetta) | Da disegno / ASTM B777 |
Il tungsteno raggiunge i valori estremi, il punto di fusione più elevato e una densità prossima a quella dell'oro. Il molibdeno rinuncia a parte di questo limite massimo, ma è molto più semplice da utilizzare: più leggero, meno costoso e realmente lavorabile meccanicamente.
Scegliere il molibdeno quando…
| Quando è adatto il molibdeno |
|---|
| Occorre lavorare meccanicamente il componente. Il tungsteno puro è fragile e viene sagomato principalmente mediante rettifica ed elettroerosione; il molibdeno (e TZM) può essere tornito, fresato e forato come un metallo tenace. |
| L'impiego è strutturale ad alta temperatura, non all'estremo assoluto. Zone calde dei forni sotto vuoto, supporti, elementi di fissaggio, elementi riscaldanti ed elettrodi sono applicazioni classiche del molibdeno. |
| Peso e costo contano. Con una densità pari a circa la metà di quella del tungsteno e un costo inferiore, il molibdeno è la scelta abituale per la maggior parte dei componenti dei forni. |
Per componenti ad alta temperatura più resistenti e con maggiore resistenza allo scorrimento viscoso, la TZM lega (Mo-0.5Ti-0.08Zr) mantiene la resistenza a temperature superiori rispetto al molibdeno puro. Consultare la nostra barre e barre tonde in molibdeno (Mo puro / TZM, ASTM B387).
Scegliere il tungsteno quando…
| Quando è adatto il tungsteno | Cosa afferma la guida |
|---|---|
| La temperatura è ai massimi livelli | Nessun metallo supera il punto di fusione del tungsteno di 3410 °C. |
| Serve densità | Schermature dalle radiazioni, collimatori, pesi di bilanciamento e contrappesi sfruttano i 19,25 g/cm³ del tungsteno. Per questi, lavorabili meccanicamente lega pesante di tungsteno (W-Ni-Fe) viene solitamente specificata al posto del W puro. |
| Elettrodi e contatti | L'elevato punto di fusione e l'emissione elettronica del tungsteno lo rendono adatto a elettrodi e contatti elettrici. |
Consultare la nostra barre e barre tonde in tungsteno (W puro secondo la specifica di materiale o il disegno dell’acquirente, lega ad alta densità secondo ASTM B777).
Entrambi i metalli si ossidano rapidamente in aria ad alta temperatura, il molibdeno oltre ~600 °C, il tungsteno a temperature leggermente superiori, e l'ossido del molibdeno è volatile. Pertanto, l'impiego ad alta temperatura di entrambi avviene in vuoto, idrogeno o atmosfera inerte, oppure con un rivestimento protettivo. Se il componente caldo funziona all'aria aperta, nessuno dei due metalli refrattari nudi è adatto senza protezione.
| Metallo | Cosa afferma la guida |
|---|---|
| Molibdeno | Si ossida rapidamente in aria oltre circa 600 C e il suo ossido è volatile |
| Tungsteno | Si ossida rapidamente in aria a una temperatura leggermente superiore |
Regola rapida di selezione
Preferire il molibdeno (o TZM) per componenti ad alta temperatura lavorabili meccanicamente, più leggeri e meno costosi. Passare al tungsteno solo quando occorrono il massimo punto di fusione o la densità, e quando è accettabile una fabbricazione mediante rettifica/elettroerosione (oppure passare a una lega pesante di tungsteno per componenti ad alta densità lavorabili meccanicamente).
FAQ
Il TZM conviene rispetto al molibdeno puro?
Se il componente è sollecitato vicino al limite di temperatura del molibdeno, sì; TZM resiste alla ricristallizzazione e allo scorrimento viscoso fino a temperature superiori. Per temperature inferiori o componenti semplici, Mo puro è più duttile e meno costoso.
Perché utilizzare una lega pesante di tungsteno invece del tungsteno puro?
Il tungsteno puro è fragile e difficile da lavorare meccanicamente. La lega pesante di tungsteno (90 a 97% W in una matrice duttile Ni-Fe/Ni-Cu) conserva gran parte della densità, ma si lavora come un metallo; ideale per contrappesi e schermature.
Il molibdeno o il tungsteno possono essere utilizzati nei forni in aria?
Non senza protezione; entrambi si ossidano. Utilizzarli sotto vuoto o in atmosfere inerti/riducenti, oppure specificare un rivestimento protettivo contro l'ossidazione.
Fornite entrambi con certificati?
Sì, su richiesta. Barra e tondo di molibdeno sono certificati secondo ASTM B387; il tungsteno è certificato secondo la via ordinata: il disegno dell’acquirente per barra e tondo di W puro, ASTM B777 per la lega ad alta densità, ASTM B760 per lamiera, foglio e lamina. Inviare una richiesta con grado, dimensioni e stato.
Cosa deve indicare l'ordine una volta scelto il metallo
Molibdeno e tungsteno si acquistano in piccole quantità di materiale costoso, solitamente secondo un unico disegno. La scelta del materiale definisce il metallo ma lascia aperti tutti i campi che determinano l'accettazione; le richieste di metalli refrattari si bloccano negli stessi quattro punti.
| Campo dell'ordine | Cosa definisce | Conseguenza del lasciarlo indefinito |
|---|---|---|
| Metallo o lega con il relativo numero UNS | Quale tabella di composizione si applica, poiché entrambi i metalli vengono forniti non legati e legati | Viene quotato un grado legato quando ci si aspetta un materiale non legato |
| Specifica applicabile | La base di accettazione e la formulazione del certificato per la forma acquistata | Il certificato riporta i dati secondo una tabella che l'acquirente non sta verificando |
| Processo di fabbricazione | Se l'articolo è sinterizzato e lavorato oppure prodotto in altro modo, con effetti sulle proprietà alla consegna | Due fornitori quotano due prodotti diversi a due prezzi diversi |
| Forma del prodotto con dimensioni e tolleranza | Requisiti per barra, barra tonda, lamiera sottile o filo, da leggere insieme alla fascia dimensionale | Una classe del disegno arriva senza la fascia rispetto alla quale viene valutata |
| Stato di fornitura e stato superficiale | Due campi separati, poiché una superficie rettificata non è uno stato di fornitura | La finitura viene stabilita secondo lo standard del fornitore |
| Rapporti richiesti | L'ambito dei dati da riportare sul certificato | Un documento conforme risponde a meno domande di quante ne preveda il controllo in accettazione |
Questo schema non è specifico dei metalli refrattari. La specifica ASTM B348 per barre e billette elenca stato superficiale, marcatura, imballaggio, rapporti richiesti e gestione del materiale respinto tra le informazioni che un ordine di titanio dovrebbe contenere (ASTM B348, informazioni per l'ordine); gli stessi campi restano senza risposta nelle richieste di molibdeno o tungsteno per la medesima ragione: appartengono all'ordine, non al metallo.
Dettagli delle specifiche con fonti
I dati ASM sui punti di fusione delimitano la scelta tra i refrattari: il molibdeno fonde a 2610 °C e il tungsteno a 3410 °C; le densità utilizzate in questo sito per i due metalli sono 10,22 e 19,25 g/cm3, e i titoli ASTM si dividono per prodotto oltre che per metallo: la B387 è intitolata a barre, tondi e fili di molibdeno, la B760 a lamiere, fogli e lamine di tungsteno, la B777 al metallo ad alta densità a base di tungsteno, mentre barre e tondi di tungsteno puro seguono la specifica di materiale dell’acquirente. Il limite di ossidazione fa parte dello stesso corpo documentale pubblicato: l’ossido di molibdeno volatilizza in aria a partire da circa 600 °C, ed è per questo che entrambi i metalli sono materiali da vuoto o da atmosfera protettiva e non da impiego in aria libera.
| Proprietà | Molibdeno | Tungsteno |
|---|---|---|
| Densità | 10,22 g/cm3 | 19,25 g/cm3 |
La produzione di stabilimento Beiyu Titanium comprende leghe di titanio e nichel, e i numeri di prima parte di Beiyu qui indicano dove termina tale gamma: per impieghi in titanio ad alta temperatura Beiyu fornisce barre in lega Ti-6242 e Ti-6246 da 1 a 500 mm di diametro. Al di sopra del limite del titanio ma sotto la soglia dei refrattari, Beiyu fornisce tubi Inconel 600 e 601 secondo ASTM B167, senza saldatura da 5 a 325 mm OD con pareti da 0,5 a 12 mm e lunghezze fino a 12000 mm, e nella pratica di esportazione Beiyu la prima domanda di selezione riguarda l'atmosfera, perché un componente che opera a caldo in aria aperta indica una lega di nichel molto prima di un metallo refrattario nudo.
Inviare una richiesta di offerta tecnica
Per le richieste di offerta di molibdeno o tungsteno, includere forma del materiale, grado o purezza, dimensioni, tolleranza, stato superficiale, quantità e intervallo di temperatura di esercizio.