燈絲業(yè)
鎢最早用于制作白熾燈絲。1909年美國(guó)庫(kù)利吉(W.D.Coolidge)采用鎢粉壓制、重熔、旋鍛、拉絲工藝制成鎢絲,從此鎢絲生產(chǎn)得到迅速發(fā)展。1913年蘭米爾(I.Langmuir)和羅杰斯 (W.Rogers)發(fā)現(xiàn)鎢釷絲(又稱釷鎢絲)發(fā)射電子性能優(yōu)于純鎢絲后,開(kāi)始使用鎢釷絲,至今仍然廣泛使用。1922年研制出具有優(yōu)良的抗下垂性能的鎢絲(稱為摻雜鎢絲或不下垂鎢絲),這是鎢絲研究中的重大進(jìn)展。不下垂鎢絲是廣泛使用的優(yōu)異燈絲和陰極材料。50~60年代,對(duì)鎢基合金進(jìn)行了廣泛的探索研究,希望發(fā)展能在1930~2760℃工作的鎢合金,以供制作航天工業(yè)使用的耐高溫部件。其中以鎢錸系合金的研究較多。對(duì)鎢的熔煉和加工成形技術(shù)也開(kāi)展了研究,采用自耗電弧和電子束熔煉獲得鎢錠,并經(jīng)擠壓和塑性加工制成某些制品;但熔煉鑄錠的晶粒粗大,塑性差,加工困難,成材率低,因而熔煉-塑性加工工藝未能成為主要生產(chǎn)手段。除化學(xué)氣相沉積 (CVD法)和等離子噴涂能生產(chǎn)極少的產(chǎn)品外,粉末冶金仍是制造鎢制品的主要手段。
板材業(yè)
中國(guó)在20世紀(jì)50年代已能生產(chǎn)鎢絲材。60年代對(duì)鎢的熔煉、粉末冶金和加工工藝開(kāi)展了研究,現(xiàn)已能生產(chǎn)板材、片材、箔材、棒材、管材、絲材和其他異型件。
高溫材料
鎢材使用溫度高,單純采用固溶強(qiáng)化方法對(duì)提高鎢的高溫強(qiáng)度效果不大。但在固溶強(qiáng)化的基礎(chǔ)上再進(jìn)行彌散(或沉淀)強(qiáng)化,可大大提高高溫強(qiáng)度,以ThO2和沉淀的HfC彌散質(zhì)點(diǎn)的強(qiáng)化效果尤好。在 1900℃左右W-Hf-C系和W-ThO2系合金都有著高的高溫強(qiáng)度和蠕變強(qiáng)度。在再結(jié)晶溫度以下使用的鎢合金,采取溫加工硬化的方法,使其產(chǎn)生應(yīng)變強(qiáng)化,是有效的強(qiáng)化途徑。如細(xì)鎢絲具有很高的抗拉強(qiáng)度,總加工變形率為99.999%、直徑為0.015毫米的細(xì)鎢絲,室溫下抗拉強(qiáng)度可達(dá)438公斤力/毫米
在難熔金屬中,鎢和鎢合金的塑性-脆性轉(zhuǎn)變溫度很高。燒結(jié)和熔煉的多晶鎢材的塑性-脆性轉(zhuǎn)變溫度約在150~450℃之間,造成加工和使用中的困難,而單晶鎢則低于室溫。鎢材中的間隙雜質(zhì)、微觀結(jié)構(gòu)和合金元素,以及塑性加工和表面狀態(tài),對(duì)鎢材塑性-脆性轉(zhuǎn)變溫度都有很大影響。除錸可明顯地降低鎢材的塑性-脆性轉(zhuǎn)變溫度外,其他合金元素對(duì)降低塑性-脆性轉(zhuǎn)變溫度都收效甚微(見(jiàn)金屬的強(qiáng)化)。
鎢的抗氧化性能差,氧化特點(diǎn)與鉬類似,在1000℃以上便發(fā)生三氧化鎢揮發(fā),產(chǎn)生“災(zāi)害性”氧化。因此鎢材高溫使用時(shí)必須在真空或惰性氣氛保護(hù)下,若在高溫氧化氣氛下使用,必須加防護(hù)涂層。
軍事武器業(yè)
隨著科學(xué)發(fā)展進(jìn)步,鎢合金材料,成為當(dāng)今制作軍事產(chǎn)品的原料:如子彈、裝甲和炮彈、彈片頭、手榴彈,獵槍、子彈彈頭、防彈車,裝甲坦克,軍航、火炮部件,槍支等。而鎢合金造成的穿甲彈更是可以擊穿大傾角的裝甲和復(fù)合裝甲,是主要的反坦克武器。