ทังสเตนคาร์ไบด์คืออะไร?

ทังสเตนคาร์ไบด์ (โลหะแข็ง)

คาร์ไบด์ซีเมนต์หรือ hardmetals ตามที่พวกเขามักจะเรียกว่าเป็นวัสดุที่ทำโดย "การประสาน" ทังสเตน monocarbide (WC) ที่แข็งมากในเมทริกซ์สารยึดเกาะของโคบอลต์หรือโลหะผสมนิกเกิลที่ยาก คาร์ไบด์ซีเมนต์ผสมผสานความแข็งและความแข็งแรงของคาร์ไบด์โลหะ (WC, TIC, TAC) หรือคาร์บอนไคด์ (เช่น ticn) ด้วยความเหนียวและความเป็นพลาสติกของสารยึดเกาะโลหะผสมโลหะ (CO, Ni, Fe) ซึ่งอนุภาคแข็ง ทังสเตนคาร์ไบด์เป็นโลหะมากที่สุดของคาร์ไบด์และเป็นระยะที่สำคัญที่สุด ยิ่งอนุภาคคาร์ไบด์ที่แข็งกว่าอยู่ในวัสดุมากเท่าไหร่มันก็ยิ่งยากขึ้น แต่ก็จะมีพฤติกรรมที่ยากน้อยกว่าในระหว่างการโหลด และในทางกลับกันการเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญของความเหนียวจะเกิดขึ้นได้จากสารยึดเกาะโลหะในปริมาณที่สูงขึ้นด้วยค่าใช้จ่ายของความแข็ง

ภายในสาขาวัสดุวิศวกรรมคาร์ไบด์ซีเมนต์มีบทบาทสำคัญเนื่องจากพวกเขารวมความแข็งและความแข็งแรงสูงเข้ากับความเหนียวที่ดีภายในช่วงที่กว้างและเป็นกลุ่มวัสดุแข็งที่หลากหลายที่สุดสำหรับการใช้งานด้านวิศวกรรมและเครื่องมือ

โดยทั่วไปแล้วโลหะแข็งทังสเตนคาร์ไบด์อาจมีค่าความแข็งที่ 1600 HV ในขณะที่เหล็กอ่อนจะอยู่ในพื้นที่ 160 HV ปัจจัยที่ต่ำกว่า 10

แม้ว่าจะเรียกว่าโลหะแข็ง แต่ทังสเตนคาร์ไบด์เป็นวัสดุคอมโพสิตที่มีอนุภาคแข็งของทังสเตนคาร์ไบด์ที่ฝังอยู่ในเมทริกซ์นุ่มของโคบอลต์โลหะ

สูตรทางเคมีสำหรับทังสเตนคาร์ไบด์คือ WC

ทังสเตนคาร์ไบด์จัดทำขึ้นโดยปฏิกิริยาของโลหะทังสเตนและคาร์บอนที่ 1400–2000 ° C วิธีอื่น ๆ รวมถึงกระบวนการเตียงของเหลวอุณหภูมิที่ต่ำกว่าที่จดสิทธิบัตรซึ่งทำปฏิกิริยากับโลหะทังสเตนหรือสีน้ำเงิน WO3 ที่มี CO/CO2MIXTURE และ H2 ระหว่าง 900 และ 1200 ° C

คุณสมบัติของโลหะแข็งคืออะไร?

คุณสมบัติเชิงกล:

คุณสมบัติเชิงกลสะท้อนให้เห็นถึงความสามารถของวัสดุในการทนต่อแรงบางประเภทที่อย่างไรก็ตามเมื่อนำไปใช้ต้องใช้คำจำกัดความที่แม่นยำยิ่งขึ้น เพื่อความชัดเจนมีแรงหลายประเภทที่ต่อต้านความต้านทานขึ้นอยู่กับเงื่อนไขการโหลด สำหรับโลหะแข็งความต้านทานที่สำคัญที่สุดภายในคุณสมบัติเชิงกลคือแรงดึงความต้านทานการบีบอัดการเสียดสีความเหนื่อยล้าและการแตกขวาง

  คุณสมบัติทางกายภาพ:

ทังสเตนคาร์ไบด์มีจุดหลอมเหลวสูงที่ 2,870 ° C (5,200 ° F) จุดเดือด 6,000 ° C (10,830 ° F) เมื่ออยู่ภายใต้ความดันเทียบเท่ากับ 1 บรรยากาศมาตรฐาน (100 kPa) ค่าการนำความร้อนที่ 110 W · 1 µm · M - 1 · K - 1

ทังสเตนคาร์ไบด์นั้นยากมากจัดอันดับประมาณ 9 ในระดับ MOHS และมีจำนวน Vickers ประมาณ 2,600 คนมีโมดูลัสของเด็กประมาณ 530–700 เกรดเฉลี่ยโมดูลัสจำนวน 630-655 GPA มันมีความต้านทานแรงดึงสูงสุด 344 MPa ความแข็งแรงของการบีบอัดสูงสุดประมาณ 2.7 GPa และอัตราส่วนของปัวซองที่ 0.31

ความเร็วของคลื่นยาว (ความเร็วของเสียง) ผ่านแท่งบาง ๆ ของทังสเตนคาร์ไบด์คือ 6220 m/s

ความต้านทานไฟฟ้าต่ำของทังสเตนคาร์ไบด์ประมาณ 0.2 µΩ · m เทียบได้กับโลหะบางชนิด (เช่นวานาเดียม 0.2 µΩ · m)

WC เปียกทั้งนิกเกิลและโคบอลต์ที่หลอมเหลว การตรวจสอบไดอะแกรมเฟสของระบบ WC-CO แสดงให้เห็นว่า WC และ CO เป็น Eutectic ไบนารีแบบหลอก แผนภาพเฟสยังแสดงให้เห็นว่ามีสิ่งที่เรียกว่าη-carbides ที่มีองค์ประกอบ (W, CO) 6C ที่สามารถเกิดขึ้นได้และความเปราะบางของเฟสเหล่านี้ทำให้การควบคุมปริมาณคาร์บอนในโลหะแข็ง WC-CO สำคัญ

คุณสมบัติทางเคมี:

มีสองสารประกอบที่โดดเด่นของทังสเตนและคาร์บอน, WC และทังสเตนเซมิคาร์ไบด์, W 2C สารประกอบทั้งสองอาจมีอยู่ในการเคลือบและสัดส่วนอาจขึ้นอยู่กับวิธีการเคลือบ

  ที่อุณหภูมิสูง WC จะสลายตัวเป็นทังสเตนและคาร์บอนและสิ่งนี้สามารถเกิดขึ้นได้ในระหว่างสเปรย์ความร้อนอุณหภูมิสูงเช่นในเชื้อเพลิงออกซิเจนความเร็วสูง (HVOF) และวิธีการพลาสมาพลังงานสูง (HEP)

ออกซิเดชันของ WC เริ่มต้นที่ 500–600 ° C (932–1,112 ° F) มันทนต่อกรดและถูกโจมตีโดยกรดไฮโดรฟลูออริก/กรดไนตริก (HF/HNO3) ที่อยู่เหนืออุณหภูมิห้อง มันทำปฏิกิริยากับก๊าซฟลูออรีนที่อุณหภูมิห้องและคลอรีนสูงกว่า 400 ° C (752 ° F) และไม่มีปฏิกิริยากับ H2 ที่แห้งจนถึงจุดหลอมเหลว WC ผงอย่างประณีตออกซิไดซ์ได้อย่างง่ายดายในสารละลายไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ ที่อุณหภูมิสูงและแรงกดดันมันจะทำปฏิกิริยากับโซเดียมคาร์บอเนตที่สร้างโซเดียมทงสเตตซึ่งเป็นขั้นตอนที่ใช้สำหรับการกู้คืนของเศษซากคาร์ไบด์