Le tungstène est généralement considéré comme fragile à basse température, mais son comportement à haute température est plus complexe.
À des températures élevées, le tungstène peut présenter une ductilité accrue, en particulier lorsqu'il est à l'état pur ou lorsque des conditions spécifiques sont remplies.
Toutefois, il peut également devenir cassant dans certaines conditions, notamment lorsqu'il est impur ou exposé à des environnements oxydants.
4 facteurs clés à prendre en compte
1. Fragilité à basse température
Le tungstène est fragile à basse température en raison de sa température de transition ductile-fragile (TCDF) élevée, qui est généralement supérieure à la température ambiante.
Cette caractéristique rend le tungstène difficile à usiner ou à fabriquer à température ambiante ou à des températures plus basses.
Le tungstène pur est difficile à usiner et ne peut pas être facilement étiré ou extrudé en tubes, principalement en raison de sa fragilité à ces températures.
2. Ductilité à haute température
À des températures plus élevées, le comportement du tungstène change de manière significative.
Au-dessus de son DBTT, le tungstène devient plus ductile, ce qui lui permet d'être formé et travaillé plus facilement.
Ceci est particulièrement vrai pour les fils de tungstène, pour lesquels l'application de la chaleur améliore leur formabilité.
Le tungstène conserve sa résistance à des températures élevées et est utilisé dans les éléments chauffants jusqu'à de très hautes températures en raison de son point de fusion élevé et de sa résistance à l'oxydation et au fluage.
3. Influence des impuretés et de l'oxydation
Malgré sa ductilité à haute température, le tungstène peut devenir cassant s'il n'est pas pur ou s'il est exposé à des conditions oxydantes.
Le tungstène s'oxyde rapidement dans l'air au-dessus de 1200°C, ce qui peut entraîner une fragilisation et une rupture.
Il est donc nécessaire d'utiliser des atmosphères protectrices ou des conditions de vide lors de l'utilisation du tungstène à des températures élevées afin de prévenir l'oxydation et de maintenir son intégrité mécanique.
4. Alliage et traitement thermique
Les propriétés mécaniques du tungstène, notamment sa ductilité et sa fragilité, peuvent être modifiées par des alliages et des traitements thermiques.
L'ajout d'éléments tels que le cérium ou le lanthane peut améliorer sa résistance au fluage et ses propriétés mécaniques globales.
Le travail des métaux et les alliages peuvent également réduire le DBTT, ce qui rend le tungstène moins fragile à basse température.
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