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　　高温钼/钼镧合金MoLa合金加工与订制

　　什么是钼镧合金？

　　钼镧合金由基体金属钼与在基体中以弥散质点存在的三氧化二镧组成的合金。合金中La2O3含量一般为0.5%~5.0%(质量分数)。

　　钼镧合金历史

　　钼具有高熔点，的高温性能，良好的导电、导热等特点，是重要的高温结构材料。但是，由于钼的塑脆转变温度比较高，所以在高温条件(高于再结晶温度)下使用的钼回到室温附近时却出现严重的脆性。为此，国内外研究者对钼中添加稀土进行了大量的研究，得出在钼中添加稀土，可以细化晶粒，降低钼的塑脆转变温度，提高钼的再结晶温度、高温强度、改善韧塑性和高温蠕变性能。

　　经研究发现微量的氧化镧的加入大地改善了钼的力学性能，经高温热处理后的镧钼材在室温即液氮温区都具有优良的强韧性。但是在塑性变形和热处理中氧化镧的行为研究尚不充分。近年来，西部材料难熔厂对钼镧合金进行了大量的试验，对粉末、压制、烧结、薄板材的轧制及板材的性能等进行了系统研究。

　　钼镧合金棒

　　钼镧合金坯料制备

　　钼镧合金采用液-固混合法，将氧化镧以La(NO3)3酒精溶液形式掺杂在钼粉中，其加入量在1%左右，将钼粉在氢气气氛下700~900℃预处理2 h，等静压制后，经高温烧结成相对理论密度为92%~96%的钼镧合金坯料。

　　钼镧合金板材的轧制及热处理

　　钼镧合金坯料在1500℃开坯后，经温轧、冷轧到2.4 mm厚的板材。道次加工率为25%~35%，总加工率为80%。将所轧制的钼镧板分别在1100、1250、1400、1550和1950℃的氢气炉中进行退火处理。

　　钼镧合金板研究结论

　　稀土元素镧与钼不发生化学反应，以镧La2O3的形式存在于钼基体中。在合金粉中，稀土镧以La2O3的形式镶嵌在钼粉颗粒表面。烧结坯料中，La2O3颗粒分布均匀，不仅存在于钼晶界上，也分布在钼晶粒内，晶界上的稀土颗粒粒径一般比晶内大。稀土氧化物颗粒主要以球形，等轴状形式存在；

　　钼镧合金板在1400℃以下热处理， La2O3颗粒小，辨认。1400℃以上热处理， La2O3小颗粒聚集成较大的球状或短棒状的小颗粒串，且在1550℃以后，随热处理温度的升高， La2O3颗粒的大小、形状变化不大。钼镧合金

　　钼镧合金料舟

　　钼元素在元素周期表中位于第 VIB 族，为高熔点高强度金属，弹性模量高，膨胀系数小导电导热性能优良，是高温合金理想的基体材料。在钼粉中添加适量的稀土元素，经过粉末冶金、压力加工方法制取的稀土钼板具有良好的高温力学性能和工艺性能，作为舟皿、隔热屏、高温结构件等，广泛应用于高温炉、电子元器件、发热体及钢铁冶炼等行业。

　　制备钼粉需要选用高温合金的料舟作为载体，并能在高温、变载荷的苛刻环境中长期工作。国内生产的钼粉载体大多采用镍基高温合金料舟，由于其中的低熔点金属会在高温环境下逐渐析出渗入钼粉，致使高纯钼粉的杂质元素含量控制。此外，镍基高温合金料舟强度低、易变形，导致钼粉生产的设备故障率较高。针对这一难题，难熔金属企 PLANSEE、HC.STARK 使用 18 管炉生产高纯钼粉，选用钼舟作为载体。钼舟 (深 65 mm，宽 88 mm) 头尾相顶依次穿过炉管，钼舟内的 MoO2粉在 1000 ℃左右的高温环境中与氢气发生还原反应生成杂质元素含量低的高纯钼粉。由于上述钼舟制备技术在国内尚属空白，借助当前已有添加稀土元素制备钼合金的理论基础和加工技术，采用在钼粉中掺杂稀土元素镧的方法制备出钼镧合金板，并完成了钼镧料舟的成功制备。

　　钼镧合金钼镧合金

　　在其制备过程中发现弥散分布于钼烧结坯中的 La2O3经交叉轧制后，一方面形成了沿纵向及横向分布的处于分段状态的{001}、{110}、{111}3 种板织构，阻碍了晶粒长大，从而提高了再结晶温度；形成了沿板材定向二维分布的弥散质点，阻碍了高温下晶界沿纵向及横向的移动，从而减少了纵、横向力学性能的差异，利于钼镧合金板的冲压成型；

　　冲压钼舟前对 2.8 mm 厚 Mo-1.0%La2O3合金板及冲压模具进行加热，550 ℃是此规格钼镧合金板产生冲压大变形率的佳加热温度。

　　钼镧合金料舟承受长期变温变载荷后的断裂是由于空位迁移与滑移面上的位错滑移所导致韧窝撕裂，提高了材料的服役寿命，其机制为变形不均匀的蠕变断裂，具有典型的塑性变形特征。

　　镧钼合金丝的制备

　　以二氧化钼粉为原料，掺入一定量的硝酸镧水溶液(氧化镧重量比含量在0.2%~0.8%)，进行混粉、干燥。将掺杂后的氧化钼粉进行还原、压型、烧结，再经旋锻、拉丝制成Φ0.18 mm的钼丝。

　　高温钼板也被称为钼铜合金板或MO-LA板和ML板，通过在纯钼中掺杂入适量氧化锏,使材料的再结晶温度得到显著提高,抗蠕变性能大幅加强，从而延长了产品的适用范围和使用寿命。我公司制作高温钼板的钼粉原料纯度大于99.95%，可以根据客户要求提供各种尺寸各种形状的高温钼产品。高温钼板在生产中经过真空退火去除应力,具有优良的加工性能，产品被广泛运用在真空炉钼隔热屏、钼发热体、炉内支撑架、钼容器，镀膜行业制作钼舟、钼盒、阴，以及电子行业制作高温钼靶材和各种高温钼深加工制品。我公司生产的高温钼板质量符合美标ASTM-B386。与纯钼板相比，高温钼板/钼锏合金板具有更高的再结晶温度，更强的抗蠕变能力,的焊接性能，的高温强度以及更高的抗拉强度。

　　近日钼矿价格持续走高，引发市场关注。

　　国内方面，1月29日，河南栾川地区一矿山企业竞标销售钼精矿，其中47%以上品位钼480吨，加权平均价为5278元/吨度(现款)，50%品位120吨，加权平均5413吨/吨度，综合加权5305元/吨度，再高。

　　国外方面，根据百川盈孚数据，春节期间(1.20-1.27)，欧洲钼铁均价由82美元/磅钼上涨至86.5美元/磅钼(折合国内价39.79万元/基吨，而节前国内钼铁均价仅30.25万元/基吨)，涨幅5.5%，欧洲钼铁均价较1月11日低点已上涨22.7%。

　　截至1月30日，据大宗原材料网站亿览网披露，钼精矿价格重回2005年10月5450元的高点。自2015年11月至今，国内钼精矿价格已上涨6.78倍。

　　钼的应用

　　金属钼具有高强度、高熔点、耐腐蚀、耐磨研等优点，因此在工业上得到了广泛的应用。

　　在冶金工业中，钼作为生产各种合金钢的添加剂，或与钨、镍、钴，锆、钛、钒、铼等组成高级，以提高其高温强度、耐磨性和抗腐性。含钼合金钢用来制造运输装置、机车、工业机械，以及各种仪器。某些含钼4%～5%的不锈钢用于生产精密化工仪表和在海水环境中使用的设备。含4%～9.5%的高速钢可制造高速切削工具。钼和镍、铬的合金用于制造飞机的构件、机车和汽车上的耐蚀零件。钼和钨、铬、钒的合金用于制造军舰、坦克、枪炮、火箭、卫星的合金构件和零部件。

　　金属钼大量用作高温电炉的发热材料和结构材料、真空管的大型电和栅、半导体及电光源材料。因钼的热中子俘获截面小和具高持久强度，还可用作核反应堆的结构材料。

　　在化学工业中，钼主要用于润滑剂、催化剂和颜料。二硫化钼由于其纹层状晶体结构及其表面化学性质，在高温高压下具良好的润滑性能，广泛用作油及油脂的添加剂。钼是氢制法脱硫作用及其他石油精炼过程中的催化剂组分，用于制造乙醇、甲醛及油基化学品的氧化还原反应中。钼桔是重要的颜料素。钼的化学制品被广泛地用于染料、墨水、彩沉淀染料、防腐底漆中。

　　钼的化合物在农业肥料中也有广泛的用途。

　　钼资源储量分布及产量情况

　　钼在地壳中的平均含量约为0.00011%，已发现的钼矿约有20种，其中具工业价值的是辉钼矿，其次为钨相钙矿、铁铂矿、彩钼铅矿、铂铜矿等。根据美国地质调查2015年发布数据，钼资源储量约为1100万吨，探明储量约为1940万吨。

　　钼在我国储量居世界前列，陕西省华县金堆镇、辽宁葫芦岛、吉林、山西、河南、福建、广东、湖南、四川、江西、甘肃、内蒙等省均有钼矿，且储量大，开发条件好，产量在全国占有重要。具有工业价值的钼矿物主要是,约有99%的钼矿是以辉钼矿(状态开采出来的。我国钼精矿主要对俄罗斯、日本以及西方国家出口。

　　数据来源:野数据

　　我国2022年季度钼的产量为25855吨,环比减少了2%,但同比增加了6%；第二季度产量为28621.5吨，环比增加了4%，同比增加了14%。

　　数据来源:IMOA、中商产业研究院整理

　　展望后市

　　华泰券认为，2023-2025年钼市或延续短缺之势，存在继续推升钼价的可能性。

　　从供给端来看，2023-2025年供应较2021年新增或不超过1.5万吨。

　　2017-2021年钼产量较为平稳，保持在26万吨左右水平，2021年产量26.37万吨。中国为钼大供应国，2021年供应占比38%，另外北美与南美占比22%/31%。2022年受到海外减产、钼品位下降等影响，预计钼产量24.68万吨。

　　2023-2025年海内外钼矿确定新增产能较少，其中国内增量主要由大黑山钼矿及季德钼矿贡献，预计较2021年新增产量1.1万吨;海外钼矿多为铜伴生矿，新增产能被铜矿减产计划、钼入选品位下降抵消，预计较2021年新增产量0.1万吨。预计2023-2025年钼产量26.77/27.37/27.57万吨，较2021年新增不超过1.5万吨。

　　从需求端来看，2023-2025年需求或小幅增长，市场或延续供应短缺之势。

　　2015-2021年钼消费量小幅增长，2016-2021年6年CAGR3.1%，2021年达27.72万吨。中国为大钼消费国，2021年消费占比40%。2021年79%的钼应用于钢铁领域，13%/8%应用于化学品/金属及合金领域。

　　随着下游不锈钢、工程钢、工具钢需求增长，预计2022-2025年钼消费量28.28、29.18、30.01、31.00万吨，4年CAGR3.1%。2022-2025年钼供需两端皆未出现明显变化，市场或延续短缺状态，预计2023-2025年存在供应缺口2.41、2.64、3.43万吨。

　　废钼回收的技术流程与关键环节

　　废钼回收的技术流程通常包括预处理、化学提纯和熔炼三个核心环节。预处理阶段通过磁选、破碎和筛分去除杂质；化学提纯采用酸浸或碱浸法溶解钼化合物，再通过沉淀或电解获得纯钼粉；最后经高温熔炼制成钼锭或钼合金。其中，催化剂废料的回收技术要求较高，需采用焙烧-氨浸工艺提取钼酸铵。技术难点在于杂质控制（如镍、铁）和回收率提升，部分企业已引入自动化分选系统和绿色浸出技术以优化效率。

　　钼

　　钼是一种过渡金属元素，为人体及动植物的微量元素。元素符号Mo，钼单质为银灰难熔金属，硬而坚韧。在元素周期表中属ⅥB族，原子序数42，原子量95.94，面心立方晶体，常见化合价为+6、+5、+4。

　　在中世纪就使用辉钼矿(MoS2),因其外观很像石墨，被误认为是变态的石墨而用来制作铅笔芯。1778年瑞典化学家舍勒(C.W.Scheele)用硝酸分解辉钼矿,从中发现了一种新元素，以希腊文molybdos（似铅）命名。1782年瑞典化学家耶尔姆（P.J.Hjelm）首次制得金属钼。

　　资源

　　钼矿分布虽广，但只有少数矿床有开采价值。美国是钼矿的国家,产量占世界总产量的60%以上，其次是智利和加拿大。中国的钼矿产于东北、西北和中南等地区。具有工业价值的钼矿物为辉钼矿，其开采量占钼矿总开采量的90％。辉钼矿容易浮选，可由含钼0.06～0.3%的原矿选得含钼47～50%的精矿。钼的次生矿钼钨钙矿[Ca(Mo,W)O4]、铁钼华(Fe2O3·MoO3·H2O)、钼铅矿 (PbMoO4)和钼铜矿[2CuMoO4·Cu(OH)2]等也有一定开采价值。主要钼矿生产国（中国除外）的钼矿储量和产量（1979年，以钼计）如下:

　　性质和用途

　　常温下钼在空气中很稳定,高于600℃时很快地氧化生成三氧化钼(MoO3)。钼与氢不发生化学反应，但钼粉能吸收氢。在温度高于700℃时,水蒸气能将钼氧化成二氧化钼(MoO2)。钼与碳、碳氢化合物或一氧化碳在高于800℃下反应生成碳化钼(Mo2C)。钼能耐稀硫酸、氢氟酸、磷酸等酸腐蚀，但不耐硝酸、王水和氧化性熔盐的腐蚀。钼在常温下能耐碱，但在加热时则被碱腐蚀。

　　钼主要用于钢铁工业，其中的大部分是以工业氧化钼压块后直接用于炼钢或铸铁，少部分熔炼成钼铁后再用于炼钢。低合金钢中的钼含量不大于1％,但这方面的消费却占钼总消费量的50％左右。不锈钢中加入钼，能改善钢的耐腐蚀性。在铸铁中加入钼，能提高铁的强度和耐磨性能。含钼18％的镍基超合金具有熔点高、密度低和热胀系数小等特性，用于制造航空和航天的各种高温部件。金属钼在电子管、晶体管和整流器等电子器件方面得到广泛应用。氧化钼和钼酸盐是化学和石油工业中的优良催化剂。二硫化钼是一种重要的润滑剂，用于航天和机械工业部门。钼是植物所的微量元素之一，在农业上用作微量元素化肥。

　　冶炼

　　钼生产的主要原料为辉钼精矿。提取过程包括氧化焙烧，三氧化钼、钼粉和致密钼的制取等主要步骤，工艺流程见图。

　　钼与金属材料的关系钼是钢和铁的重要合金元素。

　　钼作为钢的合金元素主要作用体现在两方面一是影响金相组织，缩小γ相区，形成γ相圈。

　　作为碳化物形成元素，一部分钼与铁形成固溶体，一部分与碳形成碳化物。

　　钼在α-铁中的溶解度分别为37.5%（1450度）和4%（1150度）；二是对材料性能的影响。

　　钼能强烈地阴抑奥氏体向珠光体的转变，从而提高钢的淬透性。

　　含钼在0.5左右的钢，能降低或**其它合金元素引起的回火脆性。

　　在较高的回火温度下形成代散颁布的碳化物，有二次硬化作用，提高了钢的热强性和蠕变强度。

　　当钢中含钼量是2%-3#时，能增加钢材对有机酸及还原性介质的抗腐能力。

　　在中温搞氢钢中常加入钼、铬等合金元素，以提高其高温持久强度和蠕变限。

　　在设计使用温度为400-600度范围压力容器时，常选用钼钢名铬钼钢。

　　此类钢材含钼量常在0.25-1.10之间。

　　通过热处理艺使材料表面坚硬而耐磨，且心部具有适当的韧性的表面硬化钢也含有包括钼在内的多种合金元素，如渗碳钢的含钼量在0.15-0.3之间。

　　此外，为了达到耐腐蚀、而高温、耐磨等多种性能以及某些用途，相关的钢材常加入较高含量的钼，至少不低于2%，也有高达10%者。

　　镍基耐蚀合金含钼量有高达30%灰铸铁中加入钼含量是0.3-1.0的钼可达到绷带织和石墨细化，搞磨白口铸铁一般含钼量是0.5%以上。

　　高铬抗磨白口铸铁，为了提高其淬透性，钼的加入量在0.5-3.0之间。

　　钼含量的多少检测现在的方法有很多种，我们常用的化学分析方法是比法分析，可用南京华欣分析仪器制造有限公司生产的HXS-3A型金属元素分析仪，此款设备可以分析钼元素的含量红外碳硫

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　　该材质的用途有:钢铁工业，能源领域，电子行业，生物工业。1、钢铁工业:金属钼是钢铁生产过程中一种重要的合金添加剂，可以提高钢材的硬度、强度、耐磨性和耐腐蚀性，使钢材更具有可塑性和可加工性。2、能源领域:金属钼在能源领域的应用主要是作为催化剂，促进反应的进行，提高催化剂的稳定性和催化效率。3、电子行业:金属钼也被广泛应用于电子行业，主要用于制造半导体材料和热电子器件等。4、生物工业:钼是生物体内的微量元素之一，可以作为肥料和饲料中的营养成分，此外，钼也是一些生物酶的重要组成部分，参与人体的蛋白质代谢等。

　　钼是一种稀有的难熔金属材料，具有高熔点、高硬度、耐腐蚀、膨胀系数小、导热性能好等性能，已被广泛应用在航空航天、核工业、医疗、化工、冶金等诸多行业。钼的熔点为2620℃，由于原子间结合力强，室温和高温下的强度较高，因此也广泛应用在高温炉、火箭发动机、导弹等耐高温部件上。

　　Mo1执行标准:GB/T3876-2007钼及钼合金板

　　纯度:纯钼Mo≥99.95%

　　密度:≥10.2g/cm3

　　钼属于难熔金属一族。难熔金属是指熔点高于铂（1772℃）的金属。在难熔金属中，单个金属原子的结合能大。同时具有高熔点、低蒸汽压、高弹性模量和高热稳定性。另外表现出热膨胀系数低和密度较高的典型特点。

　　凭借良好的机械性能和化学特性，钼已成为一种能够符合严苛要求的金属材料。其优点在于熔点高、热膨胀系数低且具有良好的热导率，因而广泛用于众多不同的工业领域。

　　化学成分

　　钼的特性:

　　1.钼的熔点2623°C，良好抗蠕变性，能够耐受较高温度。

　　2.热膨胀系数低且具有高的热导率。

　　生产工艺流程:

　　钼坯(原材料)-检验-热轧-校平及退火-碱洗-检验-温扎-真空退火-检验-冷轧-校平-剪切真空退火-检验-包装

　　用途:

　　经过变形量达到60%以上的轧制加工后，钼板的密度基本上接近于钼的理论密度，因此其具有高强度，内部组织均匀和优良的抗高温蠕变性能，从而被广泛应用于生产蓝宝石晶体生长炉内的反射屏、盖板，真空炉内的反射屏、发热带、连接件，等离子镀膜用的溅射靶材，耐高温舟皿钼零部件，耐热设备，溅射设备和高温熔炉等制品。

　　保温时间对锻造态纯钼材料性能与金相组织的影响，并找出其在特定温度下的佳保温时间。结果表明:试验温度分别为800和1200℃，保温时间分别为10、20、30、40、50、60min时，相同温度不同保温时间后的抗拉强度、断后伸长率、金相组织无明显差异。试验温度为1000℃时，保温10、20、30、40、50min后的抗拉强度和断后伸长率无明显差异，但保温60min后，出现明显静态再结晶现象，晶粒尺寸明显增大，抗拉强度降低，断后伸长率增大。为试验结果真实稳定及试验效率，10min的保温时间是试验的佳条件。