Las aleaciones pesadas son aleaciones a base de tungsteno con una alta densidad, que es de al menos 16,5 g/ cm3 . Las aleaciones pesadas se obtienen únicamente por métodos de pulvimetalurgia .
La base de las aleaciones pesadas es el tungsteno , cuyo contenido puede oscilar entre el 76% y el 97%. Además del tungsteno, las aleaciones suelen incluir níquel , hierro y cobre , pero también se pueden incluir otros metales ( molibdeno , cobalto , cromo , plata ). Los grados de aleaciones pesadas más utilizados son VNZh (tungsteno-níquel-hierro) y VNM (tungsteno-níquel-cobre) [1] [2] .
| Grado de aleación | Densidad g/cm 3 | Composición, peso % | |||
| W | Ni | cobre | Fe | ||
| Permiso de residencia 7-3 | 17.0 | 90 | 7 | — | 3 |
| Permiso de residencia 5-5 (deformado) | 17.1 | 90 | 5 | — | 5 |
| Permiso de residencia 3.5-1.5 | 17.7 | 95 | 3.5 | — | 1.5 |
| VNM 2-1 | 18.1 | 97 | 2 | una | — |
| VNM 3-2 | 17.3 | 95 | 3 | 2 | — |
| VNM 5-3 | 16.8 | 92 | 5 | 3 | — |
| VNM 6-4 | 17.1 | 90 | 6 | cuatro | — |
La tecnología para producir aleaciones pesadas se basa en métodos de pulvimetalurgia . Los métodos de fundición no se pueden aplicar debido a la gran diferencia en las temperaturas de fusión y las densidades de los metales utilizados.
La producción de aleaciones pesadas por impregnación de un esqueleto de tungsteno poroso con metales fundidos se basa en el flujo de una fase líquida hacia los poros bajo la acción de fuerzas capilares y la formación de una aleación no porosa. El marco poroso se obtiene mediante prensado y sinterización a baja temperatura de polvo de tungsteno.
Además de obtener aleaciones pesadas por impregnación, se puede utilizar la sinterización en fase líquida de compactos. En este caso, los polvos de los metales iniciales se prensan a una presión de 100 a 200 MPa y se sinterizan en medio de hidrógeno. Según la marca de la aleación, la temperatura de sinterización es de 1400 a 1500 °C para VNM y de 1450 a 1550 °C para VNZh [3] . A su vez, este método puede ser reemplazado por el prensado en caliente, que combina simultáneamente el proceso de prensado y sinterizado [2] .
Las aleaciones resultantes tienen una estructura de dos fases, que consta de granos de tungsteno redondeados y un aglutinante, que es una solución sólida de tungsteno en Ni-Cu o Ni-Fe. El crecimiento y formación de granos redondeados de tungsteno está asociado a los procesos de disolución-precipitación a través de la fase líquida y coalescencia de las partículas de tungsteno [4] .
Las aleaciones pesadas se caracterizan por una buena maquinabilidad y pueden someterse a procesamiento termomecánico. La dureza de las aleaciones está en el rango de 20 a 30 HRC para los grados VNZh y de 24 a 30 HRC para los grados VNM. En el caso del tratamiento mecánico y térmico (compresión del 22 al 24 % seguida de recocido) de la aleación VNZh 7-3, la dureza puede ser de 36 a 42 HRC. La resistencia a la tracción es de 530 MPa a 1200 MPa, y el alargamiento es de 0,1-27 % [2] [5] .
La alta densidad de las aleaciones pesadas les permite absorber significativamente la radiación γ . Así, con una aleación de 16,5 g/cm3 de densidad , el coeficiente de absorción es 1,5 veces superior al del plomo, por lo que con ellos se fabrican pantallas protectoras y contenedores para el almacenamiento de sustancias radiactivas [1] . Las aleaciones pesadas se utilizan para fabricar núcleos de proyectiles de subcalibre, volantes de ruedas, contrapesos, reguladores centrífugos, contactos eléctricos, electrodos de soldadura por resistencia, equilibradores, contrapesos para alerones de aviones [2] , pesos de inercia para relojes con una fábrica de automóviles [5] . Los rotores de giroscopios y girocompases están hechos de aleaciones de la marca VNM , ya que no son magnéticos [4] .