ما هي صلابة روكويل من كربيد التنغستن؟

قائمة المحتوى

● فهم كربيد التنغستن وصوبته

>> ما هي الصلابة؟

● صلابة روكويل من كربيد التنغستن

>> قيم صلابة روكويل النموذجية

>> لماذا تستخدم Rockwell مقياس لكربريد التنغستن؟

● مقارنة صلابة كربيد التنغستن مع المقاييس الأخرى

● العوامل التي تؤثر على صلابة كربيد التنغستن

>> 1. حجم الحبوب

>> 2. محتوى موثق الكوبالت

>> 3. تلبد درجة الحرارة وما بعد المعالجات

● الخصائص الميكانيكية المتعلقة بالصلابة

● تطبيقات كربيد التنغستن على أساس الصلابة

● اختبار صلابة كربيد التنغستن

>> طريقة اختبار صلابة روكويل

>> أهمية اختبار الصلابة

● رؤى تقنية إضافية على صلابة كربيد التنغستن

>> الاستقرار الحراري والصلابة

>> تأثير مواد الموثق خارج الكوبالت

>> التقدم في مركبات كربيد التنغستن

● تطبيقات موسعة لكربريد التنغستن

>> الصناعة الطبية

>> الفضاء

>> الإلكترونيات

● تقنيات اختبار الصلابة المعززة

>> اختبار الصلابة بالموجات فوق الصوتية

>> اختبار microhardness

>> أتمتة مراقبة الجودة

● خاتمة

● التعليمات

>> 1. ما هو نطاق صلابة Rockwell النموذجي من كربيد التنغستن؟

>> 2. لماذا يستخدم Rockwell مقياسًا لاختبار صلابة كربيد التنغستن؟

>> 3. كيف يؤثر محتوى الكوبالت على صلابة كربيد التنغستن؟

>> 4. ما هي العلاقة بين حجم الحبوب والصلابة في كربيد التنغستن؟

>> 5. كيف يتم اختبار صلابة كربيد التنغستن في الصناعة؟

● الاستشهادات:

تشتهر Tungsten Carbide بصلابةها الاستثنائية ومقاومة التآكل ، مما يجعلها مادة مهمة في تطبيقات الأدوات الصناعية ، والآلات ، والتطبيقات المقاومة للارتداء. يعد فهم صلابة Rockwell ضروريًا للمهندسين والمصنعين والمستخدمين لاختيار الصف المناسب لمهام محددة ولضمان مراقبة الجودة. تستكشف هذه المقالة الشاملة صلابة روكويل لكربريد التنغستن ، ومقارنتها بمقاييس الصلابة الأخرى ، والعوامل التي تؤثر على صلابة وتطبيقاتها وطرق الاختبار.

فهم كربيد التنغستن وصوبته

كربيد التنغستن (WC) عبارة عن مركب كيميائي يتكون من ذرات التنغستن وذرات الكربون ، وعادةً ما تكون في نسبة ما يقرب من 94 ٪ من التنغستن و 6 ٪ من الكربون. إنه يشكل هيكلًا بلوريًا معبأًا سداسيًا يساهم في خصائصه الميكانيكية الرائعة ، بما في ذلك الصلابة والتصلب وقوة الضغط.

ما هي الصلابة؟

صلابة هي مقاومة المادة للتشوه الدائم أو الخدش أو المسافة البادئة. إنها خاصية رئيسية للمواد المستخدمة في أدوات القطع وارتداء الأجزاء والخشطات. يتم قياس الصلابة باستخدام موازين مختلفة ، بما في ذلك:

- مقياس صلابة Mohs: النطاق النوعي من 1 (Talc) إلى 10 (الماس).

- فيكرز صلابة (HV): المقياس الكمي باستخدام هرم الماس.

- صلابة Rockwell (HR): عمق اختراق المقياس الكمي تحت أحمال محددة ، مع موازين مختلفة (A ، B ، C ، إلخ) اعتمادًا على نوع المادة ونوع Indenter.

صلابة روكويل من كربيد التنغستن

قيم صلابة روكويل النموذجية

عادةً ما يعرض Tungsten Carbide صلابة Rockwell على مقياس A (HRA) تتراوح من 88 إلى 95. وهذا يتوافق مع 69 إلى 81 على مقياس Rockwell C (HRC) ، والذي يستخدم عادةً في الفولاذ الصلب.

- Rockwell A Scale (HRA): يستخدم مخروط مخروط الماس مع حمولة 60 كجم ، مناسبة للمواد الصلبة للغاية مثل كربيد التنغستن.

- مقياس Rockwell C (HRC): يستخدم مخروط الماس مع حمولة 150 كجم ، وذلك أساسًا للولادة الصلبة ولكن تستخدم في بعض الأحيان للمقارنة.

يعكس مجموعة الصلابة من 88-95 HRA درجات كربيد التنغستن مع محتويات موثق الكوبالت المختلفة وأحجام الحبوب ، والتي تؤثر على الصلابة والصلابة.

لماذا تستخدم Rockwell مقياس لكربريد التنغستن؟

يفضل مقياس Rockwell A لأن قوة الاختبار السفلية (60 كجم) تقلل من خطر إتلاف الماس الدنيوي مقارنة بالقوة العليا المستخدمة في مقياس C (150 كجم). يوفر قياسات صلابة موثوقة للمواد الصلبة للغاية مثل كربيد التنغستن دون المساس بالتقنية أو العينة.

مقارنة صلابة كربيد التنغستن مع المقاييس الأخرى

تقترب صلابة Tungsten Carbide من تلك الموجودة في Diamond ، والتي هي أصعب مادة معروفة (Mohs 10 ، Vickers ~ 10،000 HV). تتراوح صلابة Vickers عادة من 2400 إلى 3000 HV اعتمادًا على التكوين والمعالجة.

العوامل التي تؤثر على صلابة كربيد التنغستن

1. حجم الحبوب

- الحبوب الدقيقة (0.2-0.8 ميكرون): صلابة أعلى بسبب انخفاض التباعد بين الخلايا ، مثالية لأدوات القطع وأجزاء التآكل الدقيقة.

- الحبوب الخشنة (> 1 ميكرون): صلابة أقل ولكنها محسنة ، مناسبة للتطبيقات الثقيلة التأثير مثل أدوات التعدين.

2. محتوى موثق الكوبالت

غالبًا ما يتم ترسيخ كربيد التنغستن مع الكوبالت ، والذي يعمل بمثابة موثق لعقد حبيبات WC معًا.

- انخفاض محتوى الكوبالت (3-6 ٪): يزيد من الصلابة ولكن يزيد من هشاشة.

- ارتفاع محتوى الكوبالت (10-20 ٪): يحسن الصلابة ولكنه يقلل من الصلابة.

3. تلبد درجة الحرارة وما بعد المعالجات

- ارتفاع درجات الحرارة الملبدة (1400-1600 درجة مئوية) تحسين الكثافة والصلابة.

- يمكن أن تزيد الطلاءات السطحية مثل نيتريد التيتانيوم (القصدير) من صلابة السطح ومقاومة التآكل.

الخصائص الميكانيكية المتعلقة بالصلابة

- قوة الضغط: ما يصل إلى 2700 ميجا باسكال ، أعلى من معظم المعادن ، مما يساهم في مقاومة التآكل الممتازة تحت الحمل.

- معامل يونغ: ما يقرب من 530-700 GPA ، حوالي ثلاثة أضعاف من الصلب ، مما يشير إلى تصلب شديد.

- قوة التمزق المستعرض (TRS): تشير إلى الصلابة ، والتي ترتبط عكسيا مع الصلابة إلى حد ما.

تطبيقات كربيد التنغستن على أساس الصلابة

بسبب صلابة ومقاومة التآكل ، يستخدم كربيد التنغستن على نطاق واسع في:

- أدوات القطع: طواحين نهاية ، وحدات الحفر ، والإدراج تحافظ على حواف حادة في درجات حرارة عالية.

- معدات التعدين: أطراف الحفر ، ألواح الكسارة ، تقاوم التلامس الصخري الكاشط.

- التآكل الصناعي أجزاء: الفوهات ، والصمامات ، والبطبات ، وخواتم الختم تحمل السوائل التآكل والارتداء الميكانيكي.

- المجوهرات: أشرطة الزفاف تقاوم الخدوش وتحتفظ بالطلاء إلى أجل غير مسمى.

اختبار صلابة كربيد التنغستن

طريقة اختبار صلابة روكويل

- Indenter: مخروط الماس (زاوية 120 درجة) لكربيد التنغستن.

- الحمل: 60 كجم لروكويل مقياس.

- الإجراء: يتم إجراء مسافات بادئة متعددة على سطح ناعم ومُعدل ، مع تباعد المسافة ومسافة الحافة لتجنب التداخل.

- المعايرة: استخدم كتل صلابة بالقرب من صلابة كربيد التنغستن من أجل الدقة.

- النتيجة: متوسط ​​القراءات المتعددة ، مع التحمل عادة ± 0.5 HRA.

أهمية اختبار الصلابة

- يضمن مواد المواد المواصفات لمقاومة التآكل والمتانة.

- حاسمة لمراقبة الجودة في تصنيع أجزاء كربيد التنغستن.

- يساعد في اختيار الدرجات المناسبة للتطبيقات المختلفة بناءً على متطلبات الصلابة والصلابة.

رؤى تقنية إضافية على صلابة كربيد التنغستن

الاستقرار الحراري والصلابة

يحافظ كربيد التنغستن على صلابة حتى في درجات الحرارة المرتفعة ، وهو أمر بالغ الأهمية لأدوات القطع المستخدمة في الآلات عالية السرعة. إن احتباس الصلابة في درجات حرارة تصل إلى 500 درجة مئوية يجعلها متفوقة على العديد من المواد الصلبة الأخرى التي تنعم تحت الحرارة.

تأثير مواد الموثق خارج الكوبالت

على الرغم من أن الكوبالت هو الموثق الأكثر شيوعًا ، إلا أنه يمكن استخدام المجلدات الأخرى مثل النيكل أو الحديد لتخصيص توازن الصلابة والصلابة. يمكن أن يحسن المجلدات النيكل مقاومة التآكل ولكنها قد تقلل قليلاً من صلابة الكوبالت.

التقدم في مركبات كربيد التنغستن

تشمل التطورات الحديثة مركبات كربيد التنغستن منظمة نانو والتي تظهر صلابة ومتانة محسنة في وقت واحد ، وتغلبت على المفاضلات التقليدية.

تطبيقات موسعة لكربريد التنغستن

الصناعة الطبية

يتم استخدام كربيد التنغستن في الأدوات الجراحية وأدوات الأسنان بسبب صلابة وتوافقه الحيوي ، وضمان الدقة والمتانة.

الفضاء

المكونات المعرضة للارتداء المتطرف والحرارة ، مثل شفرات التوربينات وأجزاء المحرك ، تستفيد من الطلاء أو إدراج كربيد التنغستن.

الإلكترونيات

يتم استخدام كربيد التنغستن في تصنيع أجزاء معدات أشباه الموصلات التي تتطلب مقاومة عالية للارتداء واستقرار الأبعاد.

تقنيات اختبار الصلابة المعززة

اختبار الصلابة بالموجات فوق الصوتية

يتم تطوير طرق بالموجات فوق الصوتية غير المدمرة لقياس صلابة واكتشاف العيوب الداخلية في أجزاء كربيد التنغستن.

اختبار microhardness

توفر اختبارات microhardness التي تستخدم Vickers أو knoop البادئة قياسات صلابة محلية ، مفيدة للطلاء والطبقات الرقيقة.

أتمتة مراقبة الجودة

أنظمة اختبار الصلابة الآلية ذات الأسلحة الآلية وتحليل الذكاء الاصطناعي تعمل على تحسين الاتساق والإنتاجية في التصنيع.

خاتمة

تعد Tungsten Carbide واحدة من أصعب المواد الصناعية المتاحة ، حيث تتراوح صلابة Rockwell عادةً من 88 إلى 95 HRA ، مما يعكس مقاومة التآكل الاستثنائية والمتانة. تتأثر صلابة بحجم الحبوب ، ومحتوى موثق الكوبالت ، وظروف المعالجة. يعد Rockwell A هو المعيار لقياس صلابة كربيد التنغستن ، مما يوفر نتائج موثوقة ودقيقة ضرورية لمراقبة الجودة واختيار المواد. هذه الصلابة المتميزة ، جنبًا إلى جنب مع قوة الضغط العالية والتصلب ، تجعل كربيد التنغستن لا غنى عنه في أدوات القطع ، ومعدات التعدين ، والمكونات المقاومة للارتداء.

التعليمات

1. ما هو نطاق صلابة Rockwell النموذجي من كربيد التنغستن؟

عادةً ما يكون لدى Tungsten Carbide صلابة Rockwell بين 88 و 95 HRA ، تقابل ما يقرب من 69 إلى 81 HRC.

2. لماذا يستخدم Rockwell مقياسًا لاختبار صلابة كربيد التنغستن؟

يستخدم مقياس Rockwell A قوة اختبار أقل (60 كجم) ودقة الماس ، مما يمنع الأضرار التي لحقت بالتقنية وتوفر قراءات صلابة دقيقة لمواد صلبة للغاية مثل كربيد التنغستن.

3. كيف يؤثر محتوى الكوبالت على صلابة كربيد التنغستن؟

يزيد محتوى الكوبالت السفلي من الصلابة ولكنه يقلل من الصلابة ، في حين أن ارتفاع محتوى الكوبالت يحسن الصلابة على حساب الصلابة.

4. ما هي العلاقة بين حجم الحبوب والصلابة في كربيد التنغستن؟

تؤدي الحبوب الدقيقة إلى صلابة أعلى وارتداء المقاومة ، في حين أن الحبوب الخشنة تعمل على تحسين الصلابة ولكنها أقل صلابة.

5. كيف يتم اختبار صلابة كربيد التنغستن في الصناعة؟

يتم اختبار الصلابة باستخدام اختبار صلابة Rockwell على المقياس ، مع تحضير العينات الدقيقة ، والمسافات البادئة المتعددة ، والمعايرة ضد كتل الصلابة القياسية.

الاستشهادات:

[1] https://www.matweb.com/search/datasheet.aspx؟matguid=e68b647b86104478a32012cbbd5ad3ea&n=1

[2] https://www.carbide-bart.com/blog/tungsten-carbide-hardness-vs-diamond/

[3] https://www.linde-amt.com/resource-library/articles/tungsten-carbide

[4] https://www.harcourt.co/Overview_Documents/tungsten٪20CarBide٪20Data٪20Sheet.pdf

[5] https://en.wikipedia.org/wiki/tungsten_carbide

[6] https://www.buehler.com/blog/rockwell-hardness-testing/

[7] https://www.carbide-products.com/blog/hardness-testing-of-carbide/

[8] https://www.zhongbocarbide.com/what-is-thardness-of-tungsten-carbide.html

[9)

[10] https://www.yatechmaterials.com/en/technology/hardness-of-tungsten-carbide/

[11] https://carbideprocessors.com/pages/carbide-barts/tungsten-carbide-properties.html

[12] https://www.bangerter.com/en/tungsten-carbide

[13] http://hardmetal-engineering.blogspot.com/2011/

[14] https://www.bladeforums.com/threads/carbide-hardness-data.1514372/

[15] https://www.zhongbocarbide.com/how-hard-is-tungsten-carbide-on-the-hardness-scale.html

[16]

[17]

[18] https://www.mitsubishicarbide.net/contents/mmus/enus/html/product/technical_information/information/hardness.html

[19] https://www.nist.gov/publications/effect-steel-and-tungsten-carbide-ball-dendenters-rockwell-hardness-tests

[20] https://www.mosercompany.com/tungstencarbide.htm

[21] https://heatford.com/sertlik_donusum_tablosu.pdf

[22]

[23] https://www.makeitfrom.com/material-properties/tungsten-carbide-wc

[24] https://www.generalcarbide.com/wp-content/uploads/2019/04/generalcarbide-designers_guide_tungstencarbide.pdf

[25] https://wenlijituan.en.made-in-china.com/product/vebuonyjggrj/china-yg20-c13-tungsten-carbide-rods-with-rockwell-hardness-58.html

[26] https://www.dymetalloys.co.uk/what-is-tungsten-carbide

[27] https://www.imetra.com/tungsten-carbide-material-properties/

[28] https://www.govinfo.gov/content/pkg/govpub-c13-purl-lps15213/pdf/govpub-c13-purl-lps15213.pdf

[29] https://stock.adobe.com/search؟k=tungsten+CarBide

[30] http://www.nicrotec.com/welding-censumables/tungsten-carbide-alloys-nicrotec/products.html؟c=1&g=13

[31] https://www.diva-portal.org/smash/get/diva2:1237216/fulltext01.pdf

[32] https://www.imeko.org/publications/tc5-2004/imeko-tc5-2004-016.pdf

[33] https://www.sciendirect.com/science/article/pii/026343689190025j

[34] https://www.basiccarbide.com/tungsten-carbide-grade-chart/

[35] https://www.jota.ch/fileadmin/images/flyer_aktuell/final_-_spot_-_hartmetall_-_en_lq.pdf

[36] https://en.wikipedia.org/wiki/rockwell_hardness_test

[37] https://www.gettyimages.com/photos/tungsten-carbide

[38] https://www.ruihantools.com/technic-data/undersing-the-hardness-of-carbide-end-mills.html

[39] https://www.zhongbocarbide.com/how-hard-is-tungsten-carbide-hrc.html

[40]

[41] https://www.topndt.sk/sites/default/files/prilohy/hardness_testing_faq_english_0_2.pdf

[42] https://tuncomfg.com/about/faq/

[43] https://www.tungstenman.com/tungsten-carbide-hardness.html

[44] https://carbideprovider.com/tungsten-carbide-evensable-inserts-202407252/

[45] https://www.metkon.com/pics/files/hardness-testing-guide.pdf

[46] https://cowseal.com/tungsten-vs-tungsten-carbide/

[47] http://www.carbidetechnologies.com/faq/what-is-hardness/

[48] ​​http://www.tungsten-carbide.com.cn

[49] https://www.mdpi.com/2075-4701/11/12/2035

[50] https://www.pennunited.com/sites/default/files/PS٪20000000٪20Gray٪20Sheet٪20Rev٪208.pdf

[51] https://www.qualitytestinginc.com/rockwell-hardness-test.html

[52]