تفاوت بین کاربید تنگستن و توگستن چیست؟

منوی محتوا

● آشنایی با کاربید تنگستن و تنگستن

>> تنگستن چیست؟

>> کاربید تنگستن چیست؟

● ترکیب و ساختار

● خصوصیات فیزیکی و مکانیکی

>> سختی

>> تراکم

>> نقطه ذوب

>> هدایت حرارتی و الکتریکی

>> سختی و شستشو

● فرآیندهای تولیدی

>> تولید تنگستن

>> تولید کاربید تنگستن

● برنامه

>> تنگستن استفاده می کند

>> کاربید تنگستن استفاده می کند

● مقایسه هزینه

● ملاحظات زیست محیطی و ایمنی

● جدول خلاصه: کاربید تنگستن در مقابل تنگستن

● پایان

● سوالات متداول (سؤالات متداول)

>> 1. تفاوت اصلی بین کاربید تنگستن و تنگستن چیست؟

>> آیا آیا می توان از کاربید تنگستن برای کاربردهای برقی مانند تنگستن استفاده کرد؟

>> 3. چرا کاربید تنگستن اینقدر سخت تر از تنگستن است؟

>> 4. آیا کاربید تنگستن از تنگستن گرانتر است؟

>> 5. آیا کاربید تنگستن و تنگستن برای کنترل ایمن است؟

● استنادها:

تنگستن و کاربید تنگستن دو ماده ای است که اغلب به دلیل نام آنها و عنصر مشترک ، تنگستن ذکر شده است. با این حال ، آنها از نظر ترکیب ، خصوصیات بدنی ، سختی ، برنامه ها و هزینه تفاوت معنی داری دارند. در این مقاله به بررسی این تفاوت ها در عمق و درک جامع از ویژگی ها و کاربردهای منحصر به فرد هر ماده می پردازیم.

آشنایی با کاربید تنگستن و تنگستن

تنگستن چیست؟

تنگستن (نماد شیمیایی W ، شماره اتمی 74) یک عنصر فلزی خالص است که به دلیل چگالی استثنایی ، سختی و بالاترین نقطه ذوب همه فلزات در دمای 3،422 درجه سانتیگراد (6192 درجه فارنهایت) شناخته شده است. این یک فلز خاکستری سفید با هدایت حرارتی و الکتریکی عالی است و در برابر خوردگی و سایش بسیار مقاوم است. تنگستن به طور طبیعی در مواد معدنی مانند ولفرامیت و شلیت یافت می شود و از طریق فرآیندهای پالایش پیچیده استخراج می شود.

کاربید تنگستن چیست؟

کاربید تنگستن (فرمول شیمیایی WC) یک ترکیب شیمیایی است که با ترکیب اتم های تنگستن و کربن در نسبت تقریباً 1: 1 تشکیل شده است. این یک کامپوزیت فلزی سرامیکی (Cermet) است که اغلب با یک اتصال فلزی مانند کبالت مخلوط می شود تا چقرمگی را تقویت کند. کاربید تنگستن به دلیل سختی شدید خود مشهور است و در مقیاس Mohs 9 تا 9.5 قرار دارد ، و دوم فقط به الماس است. از طریق یک فرآیند متالورژی پودر سنتز می شود و به طور گسترده در کاربردهای صنعتی که نیاز به مقاومت در برابر سایش دارند استفاده می شود.

ترکیب و ساختار

ساختار	ترکیب	مواد
تنگستن	عنصر خالص (W)	فلز مکعب بدن محور (BCC)
کاربید تنگستن	ترکیب تنگستن و کربن (WC) ، اغلب با چسب کبالت	کامپوزیت سرامیکی کریستال شش ضلعی

تنگستن یک فلز تک عنصر است ، در حالی که کاربید تنگستن ترکیبی است که شامل اتم های کربن پیوند شده با تنگستن است و یک ساختار بسیار سخت سرامیکی را تشکیل می دهد. علاوه بر این کربن و اتصال دهنده هایی مانند کبالت ، کاربید تنگستن خصوصیات منحصر به فرد خود را ، متمایز از تنگستن خالص می بخشد.

خصوصیات فیزیکی و مکانیکی

سختی

- تنگستن: فلز سخت با سختی Mohs تقریباً 7.5 تا 8 ، شبیه به فولاد سخت شده.

- کاربید تنگستن: بسیار سخت ، با سختی Mohs 9 تا 9.5 ، الماس رقیب.

این تفاوت در سختی به این معنی است که کاربید تنگستن می تواند بسیاری از مواد دیگر از جمله خود تنگستن را قطع یا بپوشد و آن را برای برش ابزار و ساینده ایده آل می کند.

تراکم

- تنگستن: فلز بسیار متراکم ، چگالی در حدود 19.3 گرم در سانتی متر 3 ؛ سنگین تر از سرب و آهن.

- کاربید تنگستن: کمی متراکم از تنگستن ، در حدود 15.6 تا 15.7 گرم در سانتی متر 3 ؛ اما هنوز هم بسیار سنگین تر از فولاد است.

چگالی بالای هر دو ماده به استفاده از آنها در برنامه های کاربردی که نیاز به جرم در حجم کمی دارند ، مانند ضد وزن و پرتابه های زره پوش ، کمک می کند.

نقطه ذوب

- تنگستن: بالاترین نقطه ذوب هر فلز در دمای 3،422 درجه سانتیگراد (6،192 درجه فارنهایت).

- کاربید تنگستن: نقطه ذوب بالا تقریباً 2،870 درجه سانتیگراد (5،198 درجه فارنهایت) ، پایین تر از تنگستن اما هنوز هم بسیار زیاد است.

اختلاف نقطه ذوب نشان دهنده پیوند اتمی مختلف آنها است. پیوندهای فلزی تنگستن نیاز به انرژی بیشتری برای شکسته شدن نسبت به اوراق قرضه کووالانسی در کاربید تنگستن دارد.

هدایت حرارتی و الکتریکی

- تنگستن: هدایت حرارتی عالی (173 W/m · K) و هدایت الکتریکی خوب.

- کاربید تنگستن: هدایت حرارتی خوب (حدود 110 W/m · K) اما هدایت الکتریکی پایین تر در مقایسه با تنگستن.

هدایت الکتریکی برتر تنگستن باعث می شود که در تماس ها و رشته های الکتریکی ارزشمند باشد ، در حالی که هدایت پایین تر تنگستن کاربید استفاده از آن در کاربردهای الکتریکی را محدود می کند.

سختی و شستشو

- تنگستن: مقاومت بیشتر و شکننده تر ، مقاومت در برابر ضربه بهتر.

- کاربید تنگستن: بسیار سخت اما شکننده ، مستعد تراشیدن یا شکستگی تحت تأثیر سنگین.

این شکنندگی نیاز به ابزارهای کاربید تنگستن دارد تا با دقت ، اغلب با پشتیبانی یا به اشکال کامپوزیت مورد استفاده قرار گیرند تا از شکستگی جلوگیری شود.

فرآیندهای تولیدی

تولید تنگستن

تنگستن از طریق یک سری فرآیندهای شیمیایی شامل کباب کردن ، شستشوی و کاهش از سنگ معدن مانند ولفرامیت و شلیت استخراج می شود. سپس پودر تنگستن خالص شده با پخت و پز یا ذوب و ریخته گری به شکل ها ادغام می شود. با توجه به نقطه ذوب بالای آن ، تنگستن اغلب به جای ذوب شدن توسط متالورژی پودر پردازش می شود.

تولید کاربید تنگستن

کاربید تنگستن با ترکیب پودر تنگستن با کربن سیاه و گرم کردن مخلوط در جو هیدروژن در 1،400-1،600 درجه سانتیگراد تولید می شود. این فرآیند ، با نام کارگور سازی ، ترکیب WC را تشکیل می دهد. سپس پودر با یک چسب کبالت مخلوط می شود و تحت فشار و دما بالا می شود تا قطعات متراکم و سخت تولید شود.

برنامه

تنگستن استفاده می کند

- رشته های الکتریکی: نقطه ذوب بالای تنگستن و هدایت الکتریکی آن را برای رشته های لامپ لامپ رشته ای و عناصر گرمایش ایده آل می کند.

- آلیاژها: برای بهبود سختی و مقاومت در برابر گرما در ابزارهای برش و اجزای هوافضا به فولاد و سایر فلزات اضافه شده است.

-محافظ تابش: در محافظت از اشعه ایکس پزشکی و صنعتی به دلیل چگالی و غیر سمیت آن در مقایسه با سرب استفاده می شود.

- وزن و تعادل: در برنامه های کاربردی که نیاز به وزنهای متراکم و جمع و جور مانند اتومبیل های مسابقه ، هواپیما و بالاست دارند استفاده می شود.

کاربید تنگستن استفاده می کند

- ابزارهای برش: به دلیل سختی شدید و مقاومت در برابر سایش ، به طور گسترده در بیت های مته ، برش های فرز و تیغه های اره برای فلزکاری ، معدن و ساخت و ساز استفاده می شود.

- قطعات مقاوم در برابر سایش: مؤلفه هایی مانند نازل ، یاتاقان و صفحات پوشیدن در ماشین آلات صنعتی.

- جواهرات: در حلقه ها و ساعت ها برای مقاومت در برابر خراش و دوام استفاده می شود.

- کاربردهای نظامی: مهمات و نفوذگرهای زره پوش به دلیل سختی و تراکم.

- ابزارهای جراحی: ابزارهای برش دقیق و پوست سر.

مقایسه هزینه

فلز تنگستن به طور کلی ارزان تر از کاربید تنگستن است ، در درجه اول به این دلیل که کاربید تنگستن به مراحل پردازش اضافی و اتصال دهنده های کبالت نیاز دارد. قیمت کاربید تنگستن با قیمت کبالت و تقاضای ابزارهای صنعتی در نوسان است. با وجود هزینه بالاتر ، سختی و مقاومت در برابر سایش تنگستن کاربید ، استفاده از آن را در برنامه های کاربردی توجیه می کند.

ملاحظات زیست محیطی و ایمنی

- تنگستن: به طور کلی ایمن و غیر سمی در نظر گرفته می شود ، اگرچه گرد و غبار تنگستن در صورت استنشاق در مقادیر زیاد می تواند خطرناک باشد.

- کاربید تنگستن: اتصال دهنده های کبالت که در کاربید تنگستن مورد استفاده قرار می گیرند ، در صورت عدم رسیدگی نادرست می توانند باعث واکنش آلرژیک یا مشکلات بهداشتی شوند. پروتکل های ایمنی مناسب در هنگام تولید و ماشینکاری ضروری هستند.

جدول خلاصه: Tungsten vs Tungsten Carbide

Propert	Tungsten	Tungsten Carbide
ترکیب	فلز خالص (W)	ترکیب (WC) + اتصال کبالت
سختی (Mohs)	7.5 - 8	9 - 9.5
چگالی (g/cm⊃3 ؛)	19.3	15.6 - 15.7
نقطه ذوب (درجه سانتیگراد)	3،422	2،870 پوند
هدایت الکتریکی	عالی	متوسط تا کم
سختی	بالا (انعطاف پذیر)	کم (شکننده)
کاربردهای معمولی	رشته ها ، آلیاژها ، وزن ها	ابزار برش ، پوشیدن قطعات ، جواهرات
هزینه	پایین	بالاتر

پایان

در نتیجه ، کاربید تنگستن و تنگستن ، در حالی که توسط عنصر تنگستن مرتبط است ، به دلیل خاصیت فیزیکی و شیمیایی متمایز آنها ، اهداف بسیار متفاوتی را ارائه می دهند. تنگستن یک فلز متراکم و انعطاف پذیر با بالاترین نقطه ذوب همه فلزات است و آن را برای کاربردهای با درجه حرارت بالا و الکتریکی ایده آل می کند. از طرف دیگر ، کاربید تنگستن ترکیبی است که به دلیل سختی و مقاومت در برابر سایش شناخته شده است و آن را در برش ابزار و ماشین آلات صنعتی ضروری می کند.

انتخاب بین کاربید تنگستن و تنگستن بستگی به نیازهای خاص سختی ، چقرمگی ، ثبات حرارتی و هزینه دارد. درک این تفاوت ها به مهندسین ، تولید کنندگان و مصرف کنندگان امکان می دهد تا مواد مناسب را برای نیازهای خود انتخاب کنند ، عملکرد و دوام را بهینه کنند.

سوالات متداول (سؤالات متداول)

1. تفاوت اصلی بین کاربید تنگستن و تنگستن چیست؟

تفاوت اصلی این است که تنگستن یک عنصر فلزی خالص است ، در حالی که کاربید تنگستن ترکیبی است که توسط اتم های تنگستن و کربن تشکیل شده است ، که اغلب با کبالت مخلوط می شوند. کاربید تنگستن بسیار سخت تر و مقاوم در برابر سایش اما شکننده تر از تنگستن است.

آیا آیا می توان از کاربید تنگستن برای کاربردهای برقی مانند تنگستن استفاده کرد؟

خیر ، کاربید تنگستن نسبت به تنگستن خالص از رسانایی الکتریکی کمتری برخوردار است و به طور کلی در کاربردهای الکتریکی مورد استفاده قرار نمی گیرد. هدایت عالی تنگستن باعث می شود که آن را برای رشته ها و مخاطبین مناسب کند.

3. چرا کاربید تنگستن اینقدر سخت تر از تنگستن است؟

سختی کاربید تنگستن از ساختار کریستالی مانند سرامیکی آن ناشی می شود که توسط پیوندهای کووالانسی قوی بین اتم های تنگستن و کربن تشکیل می شود ، در حالی که پیوندهای فلزی Tungsten سفت تر است و آن را نرم تر می کند.

4. آیا کاربید تنگستن از تنگستن گرانتر است؟

بله ، کاربید تنگستن به دلیل فرآیند تولید پیچیده و افزودن اتصال دهنده های کبالت به طور کلی گران تر است. با این حال ، سختی و دوام برتر آن هزینه را در بسیاری از کاربردهای صنعتی توجیه می کند.

5. آیا کاربید تنگستن و تنگستن برای کنترل ایمن است؟

تنگستن به طور کلی بی خطر است ، اما گرد و غبار تنگستن در صورت استنشاق می تواند مضر باشد. کاربید تنگستن حاوی کبالت است که در صورت عدم برخورد صحیح به آنها می تواند باعث واکنش آلرژیک یا مشکلات بهداشتی شود. اقدامات احتیاطی ایمنی در هنگام تولید و ماشینکاری ضروری است.

استنادها:

[1] https://konecarbide.com/tungsten-vs-tungsten-carbide-differences-explained/

[2] https://www.linkedin.com/pulse/tungsten-vs-carbide-whats-difference-haijun-liu

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

[4] https://mirror-polish.com/en/material_nownledge/tungsten/

[5] https://carbideprocessors.com/pages/carbide-parts/tungsten-carbide-properties.html

[6] https://www.istockphoto.com/photos/tungsten-metal

[7] https://create.vista.com/photos/tungsten-carbide/

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

[9] https://en.wikipedia.org/wiki/tungsten

[10] https://cncpartsxtj.com/cnc-materials/difference-tungsten-and-tungsten-carbide/

[11] https://www.retopz.com/57-frequely-asked-questions-faqs-about-tungsten-carbide/

[12] https://www.tungstensupply.com/faq.html

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

[14] https://shop.machinemfg.com/tungsten-vs-tungsten-carbide-key-differences/

[15] https://www.istockphoto.com/photos/tungsten-image

[16] https://www.thermalspray.com/questions-tungsten-carbide/

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

[18] https://www.xometry.com/resource/materials/tungsten-metal/

[19] https://www.gettyimages.com/photos/tungsten-metal

[20] https://periodictable.com/elements/074/pictures.html

[21] https://va-tungsten.co.za/pure-tungsten-vs-tungsten-carbide-whats-the-difference/

[22] https://www.tungstenworld.com/pages/tungsten-vs-tungsten-carbide

[23] https://www.vanswedenjewelers.com/blogs/education-ideas/tungsten-vs-tungsten-carbide-wedding

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

[25] https://en.wikipedia.org/wiki/tungsten

[26] https://www.refractorymetal.org/tungsten-carbide-uses-properties.html

[27] https://www.iqsdirectory.com/articles/tungsten/tungsten-metal.html

[28] https://stock.adobe.com/search؟k=tungsten

[29] https://www.shutterstock.com/search/tungsten

[30] https://www.gettyimages.hk/٪E5٪9C٪96٪E7٪89٪87/tungsten-carbide؟page=2

[31] https://www.linkedin.com/pulse/tungsten-vs-carbide-whats-difference-haijun-liu

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

[33] https://www.istockphoto.com/photos/tungsten-carbide-drill-bits

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

[35] https://www.istockphoto.com/photos/tungsten-carbide

[36] https://www.aemmetal.com/news/tungsten-vs-tungsten-carbide-guide.html

[37] https://www.embr.com/blogs/news/what-does-tungsten-vs-tungsten-carbide-reall-mean

[38] https://www.tungco.com/insights/blog/frequely-asked-questions-use-tungsten-carbide-inserts/

[39] https://eternaltools.com/blogs/tutorials/tungsten-carbide-an-formative-guide

[40] https://shop.machinemfg.com/the-pros-and-cons-of-tungsten-carbide-a-comprehent-guide/