A nehéz ötvözetek olyan volfrám alapú ötvözetek, amelyek sűrűsége legalább 16,5 g/ cm3 . A nehéz ötvözeteket csak porkohászati módszerekkel állítják elő .
A nehéz ötvözetek alapja a wolfram , amelynek tartalma 76% és 97% között lehet. Az ötvözetek a wolfram mellett általában nikkelt , vasat és rézt tartalmaznak , de más fémek is szerepelhetnek - ( molibdén , kobalt , króm , ezüst ). A legszélesebb körben használt nehézötvözetek: VNZh (volfrám-nikkel-vas) és VNM (volfrám-nikkel-réz) [1] [2] .
| Ötvözet minőségű | Sűrűség g/ cm3 | Összetétel, tömeg % | |||
| W | Ni | Cu | Fe | ||
| Tartózkodási engedély 7-3 | 17.0 | 90 | 7 | — | 3 |
| Tartózkodási engedély 5-5 (deformált) | 17.1 | 90 | 5 | — | 5 |
| Tartózkodási engedély 3,5-1,5 | 17.7 | 95 | 3.5 | — | 1.5 |
| VNM 2-1 | 18.1 | 97 | 2 | egy | — |
| VNM 3-2 | 17.3 | 95 | 3 | 2 | — |
| VNM 5-3 | 16.8 | 92 | 5 | 3 | — |
| VNM 6-4 | 17.1 | 90 | 6 | négy | — |
A nehéz ötvözetek előállításának technológiája porkohászati módszereken alapul . Az öntési módszerek nem alkalmazhatók a felhasznált fémek olvadási hőmérséklete és sűrűsége közötti nagy különbségek miatt.
A nehéz ötvözetek előállítása porózus volfrámváz olvadt fémekkel történő impregnálásával a folyékony fázisnak a pórusokba való áramlásán alapul kapilláris erők hatására, és nem porózus ötvözet képződésén. A porózus keretet volfrámpor préselésével és alacsony hőmérsékletű szinterezésével nyerik.
A nehéz ötvözetek impregnálással történő előállítása mellett a tömörítmények folyadékfázisú szinterezését is lehet alkalmazni. Ebben az esetben a kiindulási fémek porait 100-200 MPa nyomáson préselik és hidrogénes közegben szinterelik. Az ötvözet márkájától függően a szinterezési hőmérséklet VNM esetében 1400–1500 °C, VNZh esetén 1450–1550 °C [3] . Ez a módszer viszont helyettesíthető melegsajtolással, amely egyszerre ötvözi a préselés és a szinterezés folyamatát [2] .
Az így kapott ötvözetek kétfázisú szerkezettel rendelkeznek, amely lekerekített volfrámszemcsékből és egy kötőanyagból áll, amely a volfrám szilárd oldata Ni–Cu-ban vagy Ni–Fe-ben. A gömbölyű volfrámszemcsék növekedése és képződése a volfrámrészecskék folyékony fázisán keresztül történő kioldódási-kicsapódási folyamataihoz kapcsolódik [4] .
A nehéz ötvözeteket jó megmunkálhatóság jellemzi, és termomechanikus feldolgozásnak vethetők alá. Az ötvözetek keménysége 20-30 HRC a VNZh minőségeknél és 24-30 HRC a VNM minőségeknél. A VNZh 7-3 ötvözet mechanikai és hőkezelése (22-24%-os tömörítés, majd izzítás) esetén a keménység 36-42 HRC lehet. A szakítószilárdság 530 MPa és 1200 MPa között van, a nyúlás 0,1-27% [2] [5] .
A nehéz ötvözetek nagy sűrűsége lehetővé teszi számukra, hogy jelentősen elnyeljék a γ-sugárzást . Tehát 16,5 g/cm3 ötvözetsűrűség mellett az abszorpciós együttható 1,5-szerese az ólomnak, ezért védőernyőket és radioaktív anyagok tárolására szolgáló tartályokat készítenek belőlük [1] . Nehézötvözetekből szubkaliberű lövedékek magjait, kerék lendkerekeit, ellensúlyokat, centrifuga-szabályozókat, elektromos érintkezőket, ellenálláshegesztő elektródákat, kiegyensúlyozókat, repülőgép - csűrők ellensúlyait [2] , autógyárral működő órák tehetetlenségi súlyait [5] készítik . A giroszkópok és giroszkópok rotorjai VNM márkájú ötvözetekből készülnek , mivel nem mágnesesek [4] .