Меню змесціва
● Што такое карбід вальфраму?
>> Склад і вытворчасць
>> Уласцівасці карбіду вальфраму
● Разуменне карозійнай устойлівасці
>> Механізмы карозіі
>> Фактары, якія ўплываюць на каразійную ўстойлівасць
● Карозійная ўстойлівасць карбіду вальфраму
>> Паводзіны ў розных умовах
>> Роля фазы злучнага
● Павышэнне ўстойлівасці да карозіі
>> Кус на
>> Пакрыцці
>> Лячэнне паверхні
● Карбід вальфраму супраць іншых матэрыялаў
>> З нержавеючай сталі
● Прымяненне карбіду вальфраму, устойлівага да карозіі
>> Нафтавая і газавая прамысловасць
>> Хімічная апрацоўка
>> Марская прамысловасць
>> Іншыя галіны
● Выснова
● FAQ
>> 1. Што робіць вальфрамавы карбід устойлівым да карозіі?
>> 2. Як матэрыял злучнага рэчыва ўплывае на карозію ўстойлівасці да карбіду вальфраму?
>> 3. Якія лепшыя спосабы павышэння каразійнай устойлівасці карбіду вальфраму?
>> 4. У якіх умовах карбід вальфрама праяўляе дрэнную карозійную ўстойлівасць?
>> 5. Якія тыповыя прымяненне карбіду вальфраму, устойлівага да карозіі?
● Цытаты:
Карбід вальфраму вядомы сваёй выключнай цвёрдасцю, зносам і стабільнасцю ў суровых умовах [2] [7] [4]. Яго ўстойлівасць да карозіі з'яўляецца найважнейшай уласцівасцю, якая вызначае яго прыдатнасць для розных прамысловых прыкладанняў, у тым ліку ў хімічных, нафтавых і марскіх сектарах [7]. У гэтым артыкуле вывучаецца каразійная ўстойлівасць Карбід вальфраму , яго асноўныя механізмы, фактары, якія ўплываюць на яго паводзіны карозіі, і тое, як ён параўноўвае з іншымі матэрыяламі ў агрэсіўных умовах [2] [4].
Што такое карбід вальфраму?
Карбід вальфраму (WC) - гэта злучэнне, якое складаецца з атамаў вальфраму і вугляроду [7]. Гэта цвёрды, далікатны матэрыял, які звычайна выпрацоўваецца праз парашковая металургія, дзе парашок -карбід вальфрама змешваецца з металічным злучным металам, звычайна кобальтам (CO), а затым спячы пры высокіх тэмпературах [7] [1]. Атрыманы матэрыял, які часта называюць цэментаваным карбідам, спалучае ў сабе высокую цвёрдасць і знос устойлівасці карбіду вальфраму з трываласцю і трываласцю металу злучнага [1].
Склад і вытворчасць
- Карбід вальфраму сінтэзуецца шляхам спалучэння вальфраму і вугляроду пры высокіх тэмпературах [7].
- Атрыманы парашок змешваюць з металічным металам (звычайна кобальтам) [1].
- Сумесь ушчыльняецца ў патрэбную форму, а затым спекку, працэс, які кансалідуе матэрыял пры высокіх тэмпературах [1].
Уласцівасці карбіду вальфраму
- Высокая цвёрдасць: карбід вальфраму выключна цвёрды, з цвёрдасцю Mohs каля 9, секунду толькі да алмаза [9].
- Устойлівасць да зносу: ён аказвае выдатную ўстойлівасць да абразіўнага і эразіўнага зносу, што робіць яго прыдатным для рэзкі інструментаў і нашэння дэталяў [3].
- Высокая тэмпература плаўлення: карбід вальфраму мае высокую тэмпературу плаўлення (прыблізна 2747 ° С), што забяспечвае стабільнасць пры падвышанай тэмпературы [9].
- Устойлівасць да карозіі: яна ўстойлівая да многіх агрэсіўных асяроддзяў, што забяспечвае стабільнасць прадукцыйнасці ў суровых умовах [7].
- Хімічная ўстойлівасць: карбід вальфраму хімічна стабільны і не лёгка рэагуе з іншымі рэчывамі пры пакаёвай тэмпературы [7] [9].
Разуменне карозійнай устойлівасці
Устойлівасць да карозіі - гэта здольнасць матэрыялу супрацьстаяць дэградацыі, выкліканай хімічнай або электрахімічнай рэакцыяй з яго навакольным асяроддзем [2]. У кантэксце карбіду вальфраму ўстойлівасць да карозіі мае вырашальнае значэнне для падтрымання яго структурнай цэласнасці і прадукцыйнасці ў агрэсіўных умовах [1].
Механізмы карозіі
Карозія - гэта працэс, у якім матэрыял акісляецца рэчывамі ў навакольным асяроддзі, у выніку чаго ён страціць электроны [2]. Асноўныя механізмы, якія ўплываюць на карбід вальфраму, ўключаюць:
- Хімічная карозія: непасрэдная хімічная атака кіслотамі, асновай або іншымі агрэсіўнымі сродкамі [1].
- Электрахімічная карозія: карозія з -за адукацыі электрахімічных клетак на паверхні матэрыялу [6].
- Гальванічная карозія: узнікае, калі два розныя металы кантактуюць пры наяўнасці электраліта [6].
- Карозія шчыліны: лакалізаваная карозія ў прабелах або шчылінах, дзе могуць назапашвацца застойныя растворы [1].
Фактары, якія ўплываюць на каразійную ўстойлівасць
Некалькі фактараў уплываюць на каразійную ўстойлівасць карбіду вальфраму:
- Хімічны склад: склад карбіду вальфраму, уключаючы тып і колькасць злучнага металу, значна ўплывае на яго каразійную ўстойлівасць [7].
- Значэнне рН: кіслотнасць або шчолачнасць навакольнага асяроддзя гуляе вырашальную ролю. Карбід вальфраму з кобальтам звычайна добра працуе на ўзроўні рН вышэй за 9, але дрэнна ніжэй за рн 6 [2].
- Тэмпература: Больш высокія тэмпературы могуць паскорыць хуткасць карозіі [1].
- Арганізацыйныя асяроддзі: Спецыфічныя агрэсіўныя сродкі, якія прысутнічаюць у навакольным асяроддзі (напрыклад, саляная кіслата, азотная кіслата), могуць мець розны ўплыў на карбід вальфраму [7].
- Мікраструктура: памер збожжа, сітаватасць і размеркаванне фаз карбіду і злучнага рэчыва ўплываюць на каразійную ўстойлівасць [1].
Карозійная ўстойлівасць карбіду вальфраму
Карбід вальфраму праяўляе добрую карозію ўстойлівасці да розных асяроддзяў, уключаючы бензін, ацэтон, этанол, арганічныя растваральнікі, аміяк, асновы і слабыя кіслоты [1]. Аднак яго прадукцыйнасць можа значна адрознівацца ў залежнасці ад канкрэтных умоў і складу матэрыялу [1].
Паводзіны ў розных умовах
- Кіслоты: карбід вальфраму можа хутка пагаршацца ў моцных кіслотах, такіх як гідрахларычная і гідрафторная кіслата [1].
- Alkalis: Звычайна ён паказвае добрую ўстойлівасць да шчолачнай асяроддзя, асабліва пры больш высокіх узроўнях рН [2].
- Солі: Устойлівасць да солевых раствораў залежыць ад пэўнай солі і канцэнтрацыі. Тэсты солевых спрэяў звычайна выкарыстоўваюцца для ацэнкі каразійнай устойлівасці ў марскіх умовах [3].
- Вада: карбід вальфраму звычайна добра працуе ў вадаправоднай вадзе, але на яго на супраціў можа паўплываць прымешкі і ўзровень рН [1].
Роля фазы злучнага
Кобальт - гэта шырока выкарыстоўваецца злучнае ў карбідзе вальфраму з -за здольнасці да мокрых зерняў з карбіду вальфраму падчас спякання вадкай фазы [1]. Аднак кобальт адчувальны да карозіі, што можа прывесці да дэградацыі ўсяго матэрыялу [1].
- Кобальт -вылугаванне: у агрэсіўных умовах кобальт можна выбарачна распусціцца, пакідаючы сітаваты шкілет з карбіду вальфраму [1]. Гэты працэс, вядомы як вылугаванне кобальту, памяншае структурную цэласнасць матэрыялу і можа выклікаць рассыпанне карбідных зерняў [1].
- Павышэнне ўстойлівасці да карозіі: легкавы кобальт з такімі элементамі, як хром, малібдэн або нікель, можа павысіць яго карозійную ўстойлівасць [1]. У некаторых выпадках цалкам замена нікеля кобальту аказалася эфектыўнай у вельмі агрэсіўных умовах [1].
Павышэнне ўстойлівасці да карозіі
Для павышэння ўстойлівасці да карбіду вальфраму можа быць выкарыстана некалькі стратэгій:
Кус на
- Хром: Даданне хрому ў кобальтавы злучны можа павысіць устойлівасць да акіслення і карозіі [1].
- нікель: нікель можа замяніць кобальт, каб забяспечыць цудоўную карозійную ўстойлівасць у моцных кіслотных умовах [1].
- Molybdenum: Molybdenum павышае ўстойлівасць да карозіі ў пэўных хімічных асяроддзях [1].
Пакрыцці
Прымяненне ахоўных пакрыццяў можа стварыць бар'ер паміж вальфрамавым карбідным субстратам і агрэсіўным асяроддзем [3].
- CVD-карбідныя пакрыцці вальфраму: хімічнае адкладанне пары (ССЗ) можа вырабляць нанаструктурызаваныя карбідныя пакрыцці з вальфраму з узмоцненай цвёрдасцю, устойлівасцю да ізаляцыі і ўстойлівасцю да карозіі [3]. Гэтыя пакрыцці асабліва эфектыўныя для прадухілення карозіі ў агрэсіўных асяроддзях і пры тэмпературы да 400 ° С [3].
- Цвёрдае храмаванае пакрыццё: У той час як цвёрдае храмаванае пакрыццё з'яўляецца звычайным спосабам абароны карозіі, карбідныя пакрыцці CVD вальфраму паказалі цудоўныя характарыстыкі ў выпрабаваннях салёных спрэяў [3].
-Пакрыцці HVOF: пакрыцці з высокай хуткасцю паліва (HVOF) могуць забяспечыць шчыльны, добра звязаны пласт, але яны могуць запатрабаваць герметызацыі, каб прадухіліць карозію асноўнага субстрата [3].
Лячэнне паверхні
Мадыфікацыя паверхні карбіду вальфраму можа палепшыць сваю карозійную ўстойлівасць [7].
- паліроўка: гладкая аздабленне паверхні памяншае колькасць патэнцыяльных месцаў ініцыяцыі карозіі [7].
- Пасівацыя: хімічныя метады лячэння могуць стварыць пасіўны пласт, які абараняе матэрыял ад карозіі [2].
Карбід вальфраму супраць іншых матэрыялаў
Каразійная ўстойлівасць на карбіду вальфраму можна параўнаць з узроўнем іншых часта выкарыстоўваюцца матэрыялаў у агрэсіўных умовах [4]:
З нержавеючай сталі
- Устойлівасць да карозіі: нержавеючая сталь добра вядомая сваёй карозійнай устойлівасцю з-за фарміравання пасіўнага пласта аксіду хрому [7].
- Механічныя ўласцівасці: карбід вальфраму звычайна мае больш высокую цвёрдасць і зносаўстойлівасць у параўнанні з нержавеючай сталі [9].
- Прымяненне: Карбід вальфраму аддаецца перавагу ў прыкладаннях, якія патрабуюць высокай зносаўстойлівасці і ўстойлівасці да карозіі, такіх як асадкі і кампаненты клапана, у той час як нержавеючая сталь выкарыстоўваецца ў больш шырокім дыяпазоне прыкладанняў з-за яго пластычнасці і эканамічнай эфектыўнасці [7].
- Карозійная ўстойлівасць: кераміка, напрыклад, гліназёма і цырконія, забяспечваюць выдатную ўстойлівасць да карозіі ў многіх умовах [6].
- Механічныя ўласцівасці: карбід вальфраму мае вялікую трываласць і зносаўстойлівасць у параўнанні з многімі керамікай [9].
- Прымяненне: Кераміка выкарыстоўваецца ў вельмі агрэсіўных умовах, дзе механічнае напружанне нізкі, у той час як карбід вальфраму выбіраецца для прымянення, якія патрабуюць высокай карозіі, так і ўстойлівасці да зносу [6].
- Карозійная ўстойлівасць: палімеры могуць аказаць выдатную ўстойлівасць да пэўных хімічных рэчываў, але іх механічныя ўласцівасці і тэмпературны супраціў, як правіла, ніжэй, чым у карбіду вальфраму [3].
- Прымяненне: Палімеры падыходзяць для агрэсіўных, агрэсіўных асяроддзяў, у той час як карбід вальфрама выкарыстоўваецца пры высокай трываласці, зносу і ўстойлівасці да карозіі [3].
Прымяненне карбіду вальфраму, устойлівага да карозіі
Карбід, устойлівы да карозіі, выкарыстоўваецца ў розных прыкладаннях розных галін [2]:
Нафтавая і газавая прамысловасць
- Інструменты свідравання: кампаненты, якія працуюць у жорсткіх, агрэсіўных умовах, такіх як кіслыя свідравіны, выгадна ад парфольта -карбідных пакрыццяў [3].
- Кампаненты клапана: задушальныя клапаны і кампаненты кіравання вадкасцю патрабуюць матэрыялаў, якія могуць вытрымліваць агрэсіўныя вадкасці і высокі ціск [2].
Хімічная апрацоўка
- Насадкі: выкарыстоўваюцца для распылення агрэсіўных хімічных рэчываў, якія патрабуюць устойлівасці да хімічнай атакі і зносу [2].
- Ушчыльняльнікі: Механічныя ўшчыльненні ў поммах і рэактарах павінны супрацьстаяць агрэсіўным асяроддзем і падтрымліваць прадукцыйнасць герметызацыі [2].
Марская прамысловасць
- Нашэнне дэталяў: Кампаненты, якія падвяргаюцца ўздзеянню марской вады, напрыклад, крыльчаты помпы і дэталі клапана, патрабуюць устойлівых да карозійных матэрыялаў [3].
-Інструменты рэзкі: Карбід вальфраму-гэта аптымальная сыравіна для рэжучых інструментаў, якія выкарыстоўваюцца ў высокатэмпературных, хуткасных навакольных асяроддзях з-за яго трываласці і нізкага каэфіцыента пашырэння [9].
Іншыя галіны
- Дакладная штампоўка памірае: устойлівая да карозійнай вальфрамавай карбідныя блокі выкарыстоўваюцца ў галіне дакладнасці штампоўкі, дзе электрахімічная карозія выклікае заклапочанасць [6].
- Медыцынскія імплантаты: Карбід вальфраму можа быць выкарыстаны ў медыцынскіх імплантатах, якія патрабуюць біялагічнай сумяшчальнасці і ўстойлівасці да карозіі [7].
Выснова
Каразійны супраціў карбіду вальфраму з'яўляецца найважнейшай уласцівасцю, якая робіць яго прыдатным для патрабавання прыкладанняў у розных галінах прамысловасці [7]. У той час як карбід вальфраму аказвае добрую ўстойлівасць да многіх агрэсіўных асяроддзяў, на яго прадукцыйнасць уплываюць такія фактары, як хімічны склад, значэнне рН, тэмпература і наяўнасць канкрэтных агрэсіўных агентаў [1]. Фаза падшыўкі, як правіла, кобальт, часта з'яўляецца самай слабай сувяззю ў плане каразійнай устойлівасці, але стратэгіі лекаў і пакрыцця могуць значна павысіць яго прадукцыйнасць [1]. У параўнанні з іншымі матэрыяламі, такімі як нержавеючая сталь, кераміка і палімеры, карбід вальфраму прапануе унікальнае спалучэнне высокай цвёрдасці, зносу і ўстойлівасці да карозіі, што робіць яго ідэальным выбарам для прымянення, якія патрабуюць трываласці ў суровых умовах [9]. Па меры прасоўвання тэхналогій, пастаянная аптымізацыя працэсаў яшчэ больш павысіць устойлівасць да карбіду вальфраму, забяспечваючы моцную падтрымку прыкладанняў у большай колькасці [7].
FAQ
1. Што робіць вальфрамавы карбід устойлівым да карозіі?
Каразійны супраціў карбіду вальфраму вынікае з яго хімічнага складу і адукацыі стабільнага пласта аксіду [7] [4]. Карбід вальфраму (WC) забяспечвае натуральны ўстойлівы да карозіі бар'ер з-за высокай цвёрдасці і хімічнай стабільнасці [7]. Акрамя таго, ён устойлівы да рэакцый з кіслымі, шчолачнымі і іншымі агрэсіўнымі асяроддзямі, што забяспечвае стабільнасць прадукцыйнасці ў суровых умовах [7].
2. Як матэрыял злучнага рэчыва ўплывае на карозію ўстойлівасці да карбіду вальфраму?
Матэрыял злучнага, як правіла, кобальт (CO), можа істотна паўплываць на каразійную ўстойлівасць карбіду вальфраму [1]. Кобальт адчувальны да карозіі, што можа прывесці да вылугавання кобальту і наступнай дэградацыі матэрыялу [1]. Сплай, які злучае кобальт з такімі элементамі, такімі як хром, малібдэн або нікель, могуць палепшыць каразійную ўстойлівасць, альбо нікель можа быць заменены кобальтам цалкам [1].
3. Якія лепшыя спосабы павышэння каразійнай устойлівасці карбіду вальфраму?
Некалькі метадаў могуць павысіць карозію ўстойлівасці да карбіду вальфраму:
- Сплаў: даданне такіх элементаў, як хром, нікель або малібдэн, у фазу злучнага [1].
- пакрыцці: прымяненне ахоўных пакрыццяў, такіх як карбід вальфраму CVD [3].
- Лячэнне паверхні: метады паліроўкі і пасівацыі [7].
4. У якіх умовах карбід вальфрама праяўляе дрэнную карозійную ўстойлівасць?
Карбід вальфраму звычайна аказвае дрэнную карозію ўстойлівасці ў моцных кіслотах, такіх як гідрахларычная і гідрафторная кіслата [1]. Ён таксама дрэнна працуе ў асяроддзі са значэннем рН ніжэй за 6 пры выкарыстанні кобальту ў якасці злучнага [2].
5. Якія тыповыя прымяненне карбіду вальфраму, устойлівага да карозіі?
Карбід, устойлівы да карозіі, выкарыстоўваецца ў розных дадатках, у тым ліку:
- Інструменты бурэння і кампаненты клапана ў нафтавай і газавай прамысловасці [3].
- Насадкі і ўшчыльненні ў хімічнай апрацоўцы [2].
- Насіце дэталі ў марской прамысловасці [3].
- Дакладная штампоўка памірае [6].
Цытаты:
[1] https://www.jlsmoldparts.com/talking-corrosion-resistance-tungsten-carbide-grades/
[2] https://www.linkedin.com/pulse/corrosion-resistance-tungsten-carbide-shijin-lei
[3] https://hardide.com/wp-content/uploads/2020/05/corrosion_20101.pdf
[4] https://www.boyiprototyping.com/materies-guide/does-tungsten-rust/
[5] https://htscoatings.com/blogs/our-fraf
[6] https://www.yatechmaterys.com/en/technology/what-is-corrosion-resistant-tungsten-carbide/
[7] https://www.carbide-part.com/blog/an-in-depth-analysis-of-tungsten-carbides-corrosion-resistance/
[8] https://www.tungstenman.com/tungsten-carbide-edm-blocks.html
[9] https://www.allied-material.co.jp/en/techinfo/tungsten_carbide/features.html
[10] https://www.hyperionmt.com/en/resources/materies/rationed-carbide/corrosion-resistance/
