ترکیب شیمیایی مولیبدن و آلیاژهای آن، تعیینکننده اساسی استحکام دمایی{0} بالا، مقاومت در برابر تبلور مجدد، عملکرد پردازش و قابلیت اطمینان خدمات است. مولیبدن خالص خود دارای نقطه ذوب عالی، هدایت حرارتی و الکتریکی و ضریب انبساط حرارتی پایینی است. با این حال، در کاربردهای عملی، برای برآوردن الزامات جامع استحکام، پلاستیسیته و پایداری در شرایط کاری مختلف، عناصری مانند تیتانیوم، زیرکونیوم، کربن و پتاسیم اغلب از طریق آلیاژسازی برای تشکیل سیستمهای آلیاژی مبتنی بر مولیبدن{3}} با خواص قابل تنظیم وارد میشوند.
ترکیب شیمیایی مولیبدن خالص صنعتی تحت سلطه مولیبدن است که معمولاً به محتوای مولیبدن کمتر از 99.95 درصد نیاز دارد و مابقی شامل عناصر کمیاب مانند آهن، نیکل، کلسیم و سیلیکون و همچنین ناخالصی های گازی مانند اکسیژن، نیتروژن و نیتروژن است. محتوای این ناخالصی ها باید به شدت کنترل شود، زیرا حتی مقادیر کمی از اکسیژن می تواند اکسیدهای مولیبدن را در دماهای بالا تشکیل دهد و مقاومت در برابر حرارت بالا و مقاومت در برابر اکسیداسیون را تضعیف کند. مولیبدن با خلوص بالا اغلب در کاربردهایی که نیاز به رسانایی الکتریکی بالا و پایداری شیمیایی دارند، مانند اجزای پشتیبانی دستگاه های الکترونیکی و عناصر گرمایش کوره خلاء استفاده می شود.
عناصر آلیاژی رایج در آلیاژهای مولیبدن عبارتند از تیتانیوم، زیرکونیوم و کربن. افزودن تیتانیوم و زیرکونیوم می تواند دمای تبلور مجدد مولیبدن را به میزان قابل توجهی افزایش دهد، درشت شدن دانه و نرم شدن خزش را در طول سرویس در دمای بالا سرکوب کند. گریدهای معمولی، مانند آلیاژهای Mo-Ti-Zr، معمولاً حاوی حدود 0.5٪ تیتانیوم، حدود 0.1٪ زیرکونیوم، و محتوای کربن کنترل شده بین 0.01٪ تا 0.05٪ هستند. مقدار مناسب کربن به تشکیل ذرات کاربید پراکنده کمک می کند، مرزهای دانه را بیشتر می چسباند و مقاومت در برابر خزش و خستگی حرارتی را بهبود می بخشد. این آلیاژها به طور گسترده در اجزای ساختاری حرارتی هوافضا، سپرهای حرارتی کورهها با دمای بالا و ظروف فلزی مذاب استفاده میشوند.
پتاسیم{0}}مولیبدن حبابدار (K–Mo) نوعی ماده مولیبدن کاربردی است. با وارد کردن مقادیر کمی پتاسیم در طول متالورژی پودر، یک ساختار حباب ریز با توزیع یکنواخت تشکیل میشود که میتواند رشد دانه را در دماهای بالا سرکوب کند و انعطافپذیری را در طول پردازش بهبود بخشد. مخصوصاً برای تولید صفحات و نوارهایی که نیاز به شکلپذیری خوب در دمای بالا{3}} دارند، مناسب است.
یکی دیگر از جنبه های کلیدی طراحی ترکیب شیمیایی، نسبت و اختلاط بین عناصر است. تیتانیوم یا زیرکونیوم بیش از حد ممکن است منجر به کاهش انعطاف پذیری دمای اتاق{1} و خواص سرد کاری شود، در حالی که محتوای بیش از حد کربن باعث افزایش شکنندگی می شود. بنابراین، فرمولهای آلیاژی باید بر اساس دمای سرویس هدف، شرایط بار و تکنیکهای پردازش بهینه شوند و روشهایی مانند ذوب خلاء یا متالورژی پودر باید برای اطمینان از ترکیب یکنواخت و ناخالصیهای گازی کم استفاده شوند.
به طور خلاصه، ترکیب شیمیایی مولیبدن و آلیاژهای آن نه تنها پایه ای برای دستیابی به نقاط ذوب بالا، استحکام و چقرمگی بالا، و پایداری دمایی{0} بالا است، بلکه کلیدی برای تنظیم عملکرد برای نیازهای کاربردی مختلف است. کنترل دقیق ترکیب و مدیریت ناخالصی اطمینان و عمر طولانی محصولات را در محیطهای شدید تضمین میکند و ضمانت اصلی برای کاربرد مهندسی مواد مبتنی بر مولیبدن- است.
