Grundlegende Informationen zu Molybdänlegierungen

Molybdänlegierungen sind Nichteisenlegierungen, die aus Molybdän als Grundmetall und dem Zusatz anderer Elemente bestehen. Zu den Hauptlegierungselementen zählen Titan, Zirkonium, Hafnium, Wolfram und Seltenerdelemente. Titan, Zirkonium und Hafnium sorgen nicht nur für eine Mischkristallverfestigung von Molybdänlegierungen und bewahren deren Tieftemperaturplastizität, sondern bilden auch stabile, dispergierte Karbidphasen, wodurch die Festigkeit und Rekristallisationstemperatur der Legierung verbessert werden. Molybdänlegierungen haben eine gute thermische und elektrische Leitfähigkeit und einen niedrigen Wärmeausdehnungskoeffizienten. Sie weisen eine hohe Festigkeit bei hohen Temperaturen (1100–1650 Grad) auf und sind einfacher zu verarbeiten als Wolfram.

Molybdänlegierungen verfügen außerdem über eine hohe Dichte, einen hohen Schmelzpunkt, einen niedrigen Dampfdruck, eine geringe Wärmeausdehnung sowie eine verbesserte thermische Festigkeit, Zähigkeit und Korrosionsbeständigkeit. Sie können als Gitter und Anoden in Elektronenröhren, Trägermaterialien für elektrische Lichtquellen und zur Herstellung von Druckguss- und Extrusionswerkzeugen sowie Komponenten von Raumfahrzeugen verwendet werden. Die Entwicklung von Molybdänlegierungen wird jedoch durch ihre Niedertemperatursprödigkeit und Schweißsprödigkeit sowie ihre Anfälligkeit für Hochtemperaturoxidation (d. h. schlechte Oxidationsbeständigkeit) begrenzt.

Zu den industriell hergestellten Molybdänlegierungen gehören Molybdän-Titan-Zirkoniumlegierungen, Molybdän-Wolframlegierungen und Molybdän-Seltenerdlegierungen, wobei der erste Typ am häufigsten verwendet wird. Basierend auf den Legierungselementen können Molybdänlegierungen in binäre Molybdänlegierungen, Molybdänlegierungen mit mehreren -Elementen, dotierte Molybdänlegierungen und Molybdänlegierungen mit seltenen Erden eingeteilt werden. Basierend auf der Art der Verstärkung können sie in durch Mischkristalle verstärkte Legierungen, durch Dispersion verstärkte Legierungen, durch Dotierung verstärkte Legierungen und durch eine Kombination von Elementen verstärkte Legierungen eingeteilt werden.

Die Hauptverfestigungsmethoden für Molybdänlegierungen sind Mischkristallverfestigung, Ausscheidungsverfestigung und Kaltverfestigung. Durch die Kunststoffverarbeitung können Platten, Bänder, Folien, Rohre, Stäbe, Drähte und Profile aus Molybdänlegierungen hergestellt werden, die auch ihre Festigkeit und Tieftemperaturplastizität verbessern können.

Unter den hochschmelzenden Metallen haben Molybdän und seine Legierungen eine gute thermische und elektrische Leitfähigkeit sowie einen niedrigen Wärmeausdehnungskoeffizienten (ähnlich dem von Glas, das in Elektronenröhren verwendet wird). Sie weisen auch bei hohen Temperaturen (1100–1650 Grad) eine hohe Festigkeit auf und sind einfacher zu verarbeiten als Wolfram. Daher werden sie bei der Herstellung von Elektronenröhren (Gitter und Anoden), elektrischen Lichtquellen (Trägermaterialien), Metallbearbeitungswerkzeugen (Druckguss- und Extrusionsmatrizen und perforierte Dorne) sowie in der Luft- und Raumfahrtindustrie verwendet. Molybdän ist beständig gegen Korrosion durch geschmolzenes Glas und seine Oxide verunreinigen das Glas nicht. Seit 1943 wird Molybdän in der Glasindustrie als Heizelektroden verwendet. Die Mo-30W-Legierung mit ihrer hervorragenden Beständigkeit gegen Korrosion durch geschmolzenes Zink wird erfolgreich in der Zinkschmelzindustrie eingesetzt. Molybdän wird auch bei der Herstellung von Komponenten wie Wärmetauschern und Ventilen in der Schwefelsäureproduktion verwendet.