Menú de contenido
● Introducción al carburo de tungsteno
● Comprender la dureza y la prueba de Brinell
>> La ciencia de la dureza material
>> Metodología de prueba de dureza de Brinell
>>> Estándares de configuración de prueba
● Brinell Dureza del carburo de tungsteno: los números
>> Rango de dureza
>> Análisis comparativo
● Factores que afectan la dureza
>> Influencias microestructurales
● Aplicaciones industriales avanzadas
>> Usos de vanguardia
● Análisis ambiental y económico
>> Consideraciones del ciclo de vida
>> Iniciativas de sostenibilidad
● Conclusión
● Preguntas frecuentes: Brinell Dureza del carburo de tungsteno
>> 1. ¿Por qué usar Brinell en lugar de Rockwell para las pruebas de WC?
>> 2. ¿Cómo afecta la temperatura la dureza de WC?
>> 3. ¿Puede la dureza de Brinell predecir la resistencia al desgaste?
>> 4. ¿Cuál es la dureza de los insertos de corte de carburo?
>> 5. ¿Cómo se compara la dureza de HV con HB para WC?
● Citas:
El carburo de tungsteno se erige como uno de los materiales de ingeniería más notables, apreciados por su dureza, durabilidad y resistencia excepcionales al desgaste. En este artículo completo, exploramos la dureza de Brinell de El carburo de tungsteno profundiza en la ciencia detrás de las pruebas de dureza y examina por qué esta propiedad es tan vital en las aplicaciones industriales. En el camino, ilustraremos conceptos clave con diagramas e imágenes para mayor claridad y compromiso.
Introducción al carburo de tungsteno
El carburo de tungsteno (WC) es un compuesto que consiste en átomos de tungsteno y carbono dispuestos en una estructura de red hexagonal. Las propiedades clave incluyen:
- Dureza extrema (segunda superal a Diamond)
- Punto de fusión alto (2,870 ° C/5,200 ° F)
- resistencia a la compresión superior a 6,000 MPa
- densidad de 15.6 g/cm³ (30% más denso que el acero)
Estas características lo hacen ideal para aplicaciones que requieren resistencia al desgaste en condiciones extremas, desde simulacros mineros hasta herramientas quirúrgicas de precisión.
Comprender la dureza y la prueba de Brinell
La ciencia de la dureza material
La dureza mide la resistencia de un material a la deformación plástica localizada. Para el carburo de tungsteno, esta propiedad es crítica en las aplicaciones que involucran:
- ropa abrasiva
- Contacto de alta presión
- Cargas de impacto repetidas
Metodología de prueba de dureza de Brinell
Desarrollado en 1900 por Johan August Brinell, esta prueba utiliza una bola de carburo de tungsteno de 10 mm bajo cargas de hasta 3.000 kgf. El proceso estandarizado implica:
1. Preparación de la superficie: asegurar que el área de prueba sea plana y limpia
2. Error: mantenimiento de la carga durante 10-30 segundos
3. Medición: usando microscopía óptica para determinar el diámetro de sangría
Estándares de configuración de prueba
| Tipo de material |
Diámetro de la bola |
de carga |
Duración |
| Metales suaves |
10 mm |
500 kgf |
30 s |
| Aleaciones de acero |
10 mm |
3.000 kgf |
15 s |
| Carburo de tungsteno |
10 mm |
3.000 kgf |
30 s |
Brinell Dureza del carburo de tungsteno: los números
Rango de dureza
El carburo de tungsteno exhibe valores de dureza de Brinell entre 700-2,400 HBW, dependiendo de la composición:
| grado , dureza |
contenido de grado de |
del tamaño de grano |
(HBW) |
| Grano ultra fino |
3-6% CO |
0.2-0.5 μm |
1.800-2,400 |
| Grano medio |
6-10% CO |
0.8-1.4 μm |
1.400-1,800 |
| Grano grueso |
10-15% CO |
2.0-4.0 μm |
900-1,400 |
Análisis comparativo
| Material |
Brinell Dureza |
Relativa de resistencia a la abrasión |
| Aluminio |
15-120 HBW |
1 × |
| Herramienta de acero |
550-650 HBW |
5 × |
| Carburo de tungsteno |
1.600 HBW |
100 × |
| Diamante |
No comprobable |
1,000 × |
Factores que afectan la dureza
Influencias microestructurales
1. Composición de fase de carpeta
- El aglutinante de cobalto aumenta la dureza pero reduce la dureza
- Los aglutinantes de níquel ofrecen una mejor resistencia a la corrosión
2. Distribución del tamaño de grano
- Nanocrystalline WC (200 nm) logra 2.800 HV
- Granos submicrónicos (0.5 μm) Balance de equilibrio/tenacidad
3. Técnicas de fabricación
- La presión isostática (cadera) en caliente reduce la porosidad
- La sinterización de plasma de chispa mejora la densidad
Aplicaciones industriales avanzadas
Usos de vanguardia
1. Exploración espacial
- Los revestimientos de boquilla de cohete resisten a 3,300 ° C gases de escape
- Rodamientos de giroscopio satelital con vidas de 20 años
2. Tecnología médica
- Buras dentales que rotan a 400,000 rpm
- blindaje de radiación en sistemas de terapia de protones
3. Sector energético
- Insertos de ejercicio de fracking sobreviviendo 10,000 presiones de PSI
- recubrimientos de varilla de control del reactor nuclear
Análisis ambiental y económico
Consideraciones del ciclo de vida
-Energía de producción: 25-35 kWh/kg frente a 8-10 kWh/kg para acero
- Eficiencia de reciclaje: 95% de recuperación de WC a través del proceso de zinc
- Desglose de costos:
- Materias primas: 45%
- Fabricación: 35%
- Control de calidad: 20%
Iniciativas de sostenibilidad
- Alternativas de carpeta a Cobalt (compuestos Fe/Ni/Cr)
- Manufactura aditiva Reducción de residuos de material en un 70%
Conclusión
Con los valores de dureza de Brinell que alcanzan 2.400 HBW, el carburo de tungsteno permanece sin igual para aplicaciones de desgaste extrema. Las técnicas avanzadas de fabricación continúan superando sus límites de rendimiento al tiempo que abordan las preocupaciones ambientales a través de un reciclaje mejorado y aglutinantes alternativos. A medida que las industrias exigen una durabilidad cada vez mayor, las propiedades únicas de Tungsten Carbide aseguran su papel crítico continuo en el avance tecnológico.
Preguntas frecuentes: Brinell Dureza del carburo de tungsteno
1. ¿Por qué usar Brinell en lugar de Rockwell para las pruebas de WC?
El sangría más grande de Brinell se adapta mejor a la estructura heterogénea de WC, proporcionando valores de dureza más representativos.
2. ¿Cómo afecta la temperatura la dureza de WC?
La dureza disminuye en un 15% a 800 ° C, pero sigue siendo superior a la mayoría de los metales.
3. ¿Puede la dureza de Brinell predecir la resistencia al desgaste?
Si bien se correlaciona, el rendimiento de desgaste real requiere pruebas tribológicas adicionales.
4. ¿Cuál es la dureza de los insertos de corte de carburo?
Los insertos indexables típicamente varían 1,500-1,900 HBW dependiendo del recubrimiento.
5. ¿Cómo se compara la dureza de HV con HB para WC?
Los valores de dureza de Vickers (HV) son típicamente 1.1-1.3 × más altos que Brinell.
Citas:
[1] https://en.wikipedia.org/wiki/tungsten_carbide
[2] https://www.allied-material.co.jp/en/techinfo/tungsten_carbide/feature.html
[3] https://www.engineersedge.com/hardness_conversion.htm
[4] https://www.linde-amt.com/resource-library/articles/tungsten-carbide
[5] https://www.sinowon.com/when-to-use-brinell-hardness-test.html
[6] https://www.emcotest.com/en/hardness-knowledge/overview-of-hardness-testing-methods/brinell-hardness-test
[7] https://www.zhongbocarbide.com/how-hard-is-tungsten-carbide-hrc.html
[8] https://www.yatechmaterials.com/en/technology/hardness-of-tungsten-carbide/
[9] https://outils.it/en/tungsten-carbide/
[10] https://www.zwickroell.com/industries/metals/metals-standards/brinell-test-iso-6506/
[11] https://en.wikipedia.org/wiki/brinell_hardness_test
[12] https://shop.machinemfg.com/the-pros-and--cons-of-tungsten-carbide-a-comprehensive-guide/
[13] https://foundrax.co.uk/the-rinell-hardness---pester-explane/
[14] https://www.mitsubishicarbide.net/contents/mmus/enus/html/product/technical_information/information/hardness.html
[15] http://www.tungsten-carbide.com.cn/tungsten-carbide-hardness-conversion-table.html
[16] https://www.struers.com/en/knowledge/hardness-testing/brinell
[17] http://www.tungsten-carbide.com.cn
[18] https://www.azom.com/article.aspx?articleid=9119
[19] https://konecarbide.com/tungsten-vs-tungsten-carbide-differences-explaned/
[20] https://www.bostoncenterless.com/wp-content/uploads/2017/07/hardness-conversion-chart.pdf
[21] http://www.chinatungsten.com/tungsten-carbide/properties-of-tungsten-carbide.html
[22] https://shop.mitutoyo.eu/web/mitutoyo/en/mitutoyo/hardness_indenters_and_replacation_balls/replacation%20ball%20for%20brinell%2 0test,%205,0 mm,%20tungsten%20Carbide/$ catalog/Mitutoyodata/PR/19BAA162/index.xhtml; jSesionID = 86759E3C18E5F7C382DF201FDC59B950
[23] https://www.retopz.com/hardness-in-tungsten-carbide-industry-a-comprehensive-definition/
[24] https://fostermation.com/hardness-conversion/
[25] http://www.kovametalli-in.com/properties.html
[26] https://www.retopz.com/57-frequently-asked-questions-faqs-upout-tungsten-carbide/
[27] https://www.carbide-products.com/blog/hardness-testing-of-carbide/
[28] https://www.sanfoundry.com/testing-materials-quinel-answers-rinell-hardness-test/
[29] https://www.allied-material.co.jp/en/techinfo/tungsten_carbide/feature.html
[30] https://www.sciencedirect.com/topics/engineering/brinell-hardness-testing
[31] https://www.paulo.com/resources/hardness-testing-methods-rockwellwell-crinell-microhardness/
[32] http://hardmetal-ingineering.blogspot.com/2011/
[33] https://foundrax.co.uk/all-upout-brinell-hardness-testing/
[34] https://www.metalsupermarkets.com/metal-hardness-testing-methods-scales/
[35] https://www.hit-tw.com/newsdetails.aspx?nid=298
[36] https://www.sciencedirect.com/topics/engineering/brinell-hardness
[37] https://www.kemalmfg.com/cnc-machining/hardness-conversion-chart/
