Los metales y aleaciones refractarios son bien conocidos por su extraordinaria resistencia al calor y al desgaste. El requisito clave para soportar altas temperaturas es un alto punto de fusión y propiedades mecánicas estables (por ejemplo, alta dureza) incluso a altas temperaturas.
Los metales refractarios más comunes incluyen cinco elementos: niobio y molibdeno del quinto período y tantalio, tungsteno y renio del sexto período. Todos comparten algunas propiedades, incluido un punto de fusión superior a 2000°C y una alta dureza a temperatura ambiente.
La mala capacidad de fabricación a baja temperatura y la extrema oxidabilidad a altas temperaturas son las principales desventajas de la mayoría de los metales refractarios. La aplicación de estos metales requiere una atmósfera protectora o un revestimiento.
La resistencia de los metales refractarios a altas temperaturas, en combinación con su dureza, los hace ideales para herramientas de corte y perforación. Las aleaciones a base de metales refractarios se utilizan en prácticamente todas las industrias principales, incluidas la electrónica, aeroespacial, automotriz, química, minera, tecnología nuclear y procesamiento de metales. El uso actual no se limita a filamentos de lámparas, rejillas de tubos de electrones y elementos calefactores.
- El tungsteno es un metal extremadamente denso y tiene el punto de fusión más alto de todos los metales, a 3410°C. Además, el tungsteno es un excelente agente de aleación. El uso principal del tungsteno es en herramientas de corte de metal de carburo cementado y materiales resistentes al desgaste. Produce carburos estables y refina el tamaño de grano para aumentar la dureza, particularmente a altas temperaturas. El tungsteno se utiliza ampliamente en aceros para herramientas de alta velocidad y se ha propuesto como sustituto del molibdeno en aceros ferríticos de activación reducida para aplicaciones nucleares. La adición de aproximadamente un 10% de tungsteno y molibdeno en total maximiza de manera eficiente la dureza y tenacidad de los aceros de alta velocidad y mantiene esas propiedades a las altas temperaturas generadas al cortar metales.
- El molibdeno aumenta la templabilidad y la resistencia, particularmente a altas temperaturas debido al alto punto de fusión del molibdeno. El molibdeno es único en la medida en que aumenta la resistencia a la tracción y a la fluencia a alta temperatura del acero. Retrasa la transformación de austenita en perlita mucho más que la transformación de austenita en bainita; por tanto, la bainita se puede producir mediante el enfriamiento continuo de aceros que contienen molibdeno. La aleación a base de molibdeno más común es la aleación de titanio-circonio-molibdeno TZM, compuesta de 0,5% de titanio y 0,08% de circonio (el resto es molibdeno). Por lo general, se fabrica mediante procesos de pulvimetalurgia o fundición por arco. La aleación exhibe una mayor resistencia a la fluencia y resistencia a altas temperaturas, lo que hace posibles temperaturas de servicio superiores a 1060°C para el material.
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