تنگستن کاربید چیست؟

کاربید ولتفستم (فلز سخت)

کربید سیمان شده، یا فلزات سخت که اغلب به آنها می گویند،مواد ساخته شده از طریق "سیمان" دانه های بسیار سخت مونوکربید ولفستم (WC) در یک ماتریس اتصال دهنده از یک آلیاژ کبالت یا نیکل سخت با سینتر کردن فاز مایعکربیدهای سیمان شده، سختی و قدرت بالای کربیدهای فلزی (WC، TiC، TaC) یا کربونیتریت ها (به عنوان مثال TiCN) را با سختی و پلاستیکی یک ماده اتصال دهنده آلیاژ فلزی (Co، Ni، Fe) ترکیب می کنند.که در آن ذرات سخت به طور مساوی توزیع شده و ترکیب فلزی را تشکیل می دهند. کاربید وولفستم فلزی ترین کاربید است و مهم ترین فاز سخت است. ذرات کاربید سخت تر در داخل ماده هستند،هرچه سخت تر باشد اما در هنگام بارگذاری کمتر سخت باشدو برعکس، افزایش قابل توجهی در سختی با مقدار بیشتری از باندر فلزی به هزینه سختی حاصل می شود.

در زمینه مواد مهندسی، کربیدهای سیمان شده نقش مهمی را ایفا می کنند زیرا آنها سختی و قدرت بالا را با سختی خوب در طیف گسترده ای از خواص ترکیب می کنند.و در نتیجه، متنوع ترین گروه مواد سخت را برای برنامه های مهندسی و ابزارسازی تشکیل می دهند..

به طور معمول یک فلز سخت کاربید ونگستین می تواند ارزش سختی 1600 HV را داشته باشد، در حالی که فولاد نرم در منطقه 160 HV یک عامل 10 پایین تر است.

اگرچه کاربید ونگستین یک فلز سخت نامیده می شود، در واقع یک ماده ترکیبی با ذرات سخت کاربید ونگستین است که در یک ماتریس نرم تر از کوبالت فلزی جاسازی شده است.

فرمول شيميايي کاربيد ولترفم WC است.

کاربید ولتفستم با واکنش فلز و کربن ولتفستم در 1400~2000 درجه سانتیگراد تهیه می شود.روش های دیگر عبارتند از یک فرآیند بستر مایع با دمای پایین ثبت شده است که یا فلز ولفستم یا WO3 آبی را با مخلوط CO/CO2 و H2 بین 900 تا 1200 °C واکنش نشان می دهد..

ویژگی های فلز سخت چیست؟

خواص مکانیکی:

خواص مکانیکی نشان دهنده توانایی یک ماده برای مقاومت در برابر نیرویی از نوع خاصی است که با این حال، هنگامی که اعمال می شود، نیاز به تعریف دقیق تر دارد.برای روشن شدن، انواع مختلفی از نیرو وجود دارد که مقاومت در برابر آن است، بسته به شرایط بار؛ برای فلزات سخت مهم ترین مقاومت ها در خصوص خواص مکانیکی مقاومت در برابر فشرده سازی کشش، سایش، خستگی و شکستگی قطعی ضربه است.

  خواص فیزیکی:

کاربید وولفستم دارای نقطه ذوب بالا در ۲۸۷۰ درجه سانتیگراد (۵۲۰۰ درجه فارنهایت) و نقطه جوش ۶۰۰۰ درجه سانتیگراد (۱۰۸۳۰ درجه فارنهایت) در فشار معادل یک اتمسفر استاندارد (100 kPa) است.یک رسانایی حرارتی 110 W·m-1·K-1، و ضریب انبساط حرارتی 5.5 μm·m−1·K−1

کاربید ونگستین بسیار سخت است، حدود 9 در مقیاس Mohs، و با عدد ویکرز حدود 2600 است. این ماده دارای ماژول یونگ حدود 530 ≈ 700 GPa، یک ماژول عمده 630 ≈ 655 GPa،و مدولوس برش 274 GPaاین است که یک مقاومت کشش نهایی از 344 MPa، یک مقاومت فشرده سازی نهایی از حدود 2.7 GPa و نسبت Poisson از 0 است.31.

سرعت یک موج طولی (سرعت صدا) از طریق یک میله نازک از کاربید ولتفرم 6220 متر در ثانیه است.

مقاومت الکتریکی کم کاربید ولفستم در حدود 0.2 μΩ·m با برخی فلزات (به عنوان مثال، وانادیوم 0.2 μΩ·m) قابل مقایسه است.

WC به راحتی توسط نیکل ذوب شده و کوبالت مرطوب می شود. بررسی نمودار فاز سیستم W-C-Co نشان می دهد که WC و Co یک eutectic دوگانه ساختگی را تشکیل می دهند.نمودار فاز همچنین نشان می دهد که به اصطلاح η-کاربید با ترکیب (W، Co) 6C که می تواند شکل گیرد و شکنندگی این فاز ها کنترل محتوای کربن در فلزات سخت WC-Co را مهم می کند.

خواص شیمیایی:

دو ترکیب خوب از وولفستم و کربن وجود دارد، WC و نیمه کربید وولفستم، W 2C. هر دو ترکیب ممکن است در پوشش ها وجود داشته باشند و نسبت ها می توانند به روش پوشش بستگی داشته باشند.

  در دمای بالا WC به وولفستم و کربن تجزیه می شود و این می تواند در هنگام اسپری حرارتی با دمای بالا اتفاق بیفتد، به عنوان مثال در روش سوخت اکسیژن با سرعت بالا (HVOF) و پلاسمای با انرژی بالا (HEP).

اکسیداسیون WC در ۵۰۰ تا ۶۰۰ درجه سانتی گراد (932 تا ۱۱۱۲ درجه فارنهایت) آغاز می شود. این ماده در برابر اسید ها مقاوم است و فقط توسط مخلوط های اسید هیدروفلوئوریک / اسید نیتریک (HF / HNO3) در بالای دمای اتاق مورد حمله قرار می گیرد.با گاز فلور در دمای اتاق و کلر بالاتر از 400 درجه سانتیگراد (752 درجه فارنهایت) واکنش نشان می دهد و برای خشک کردن H2 تا نقطه ذوب آن واکنش نشان نمی دهد. WC به صورت پودر خوب به راحتی در محلول های آبی هیدروژن پروکسید اکسید می شود. در دمای بالا و فشارها با کربنات سدیم آب تشکیل سدیم تونگستات واکنش نشان می دهد.یک روش استفاده شده برای بازیابی زباله های کربید سیمان شده.