آیا کاربید تنگستن زنگ می زند؟

منوی محتوا

● درک کاربید تنگستن

● مقاومت در برابر خوردگی کاربید تنگستن

● چه عواملی باعث زنگ زدگی می شود؟

● عوامل مؤثر بر مقاومت در برابر خوردگی

● خواص کاربید تنگستن

● برنامه های کاربید تنگستن

● نکات مربوط به نگهداری برای محصولات کاربید تنگستن

● روندهای آینده در استفاده از کاربید تنگستن

● خواص اضافی کاربید تنگستن

>> خصوصیات مکانیکی

>> خواص حرارتی

● مقایسه با سایر مواد

● زمینه تاریخی

● نوآوری های آینده

>> 1. تکنیک های پیشرفته تولید:

>> 2. ملاحظات زیست محیطی:

>> 3. مواد هوشمند:

● پایان

● متداول

>> 1. آیا تمام کاربید تنگستن زنگ زد؟

>> 2. چه عواملی باعث لکه دار شدن در حلقه های تنگستن می شود؟

>> 3. آیا می توانم در هنگام شنا ، حلقه تنگستن خود را بپوشم؟

>> 4. چگونه جواهرات کاربید تنگستن خود را تمیز کنم؟

>> 5. هنگام استفاده از ابزارهای کاربید تنگستن از چه چیزی باید جلوگیری کنم؟

● استنادها:

کاربید تنگستن ماده ای است که به دلیل سختی و دوام استثنایی شناخته شده است. معمولاً در کاربردهای صنعتی ، جواهرات و ابزارهای برش یافت می شود ، درک خصوصیات آن ، به ویژه در مورد زنگ زدگی و خوردگی ضروری است. در این مقاله به بررسی اینکه آیا زنگ زدگی کاربید تنگستن ، عواملی که بر مقاومت در برابر خوردگی آن تأثیر می گذارد و پیامدهای عملی برای مصرف کنندگان و صنایع است.

درک کاربید تنگستن

کاربید تنگستن (WC) یک ترکیب شیمیایی است که از قطعات مساوی تنگستن و اتم های کربن تشکیل شده است. این ماده به طور معمول توسط پودر پودر تنگستن با کربن در دماهای بالا تولید می شود. نتیجه یک ماده متراکم و سخت است که تقریباً به اندازه الماس سخت است و آن را برای کاربردهای مختلف از جمله ابزار برش ، ماشین آلات صنعتی و جواهرات ایده آل می کند.

مقاومت در برابر خوردگی کاربید تنگستن

یکی از مهمترین مزایای کاربید تنگستن مقاومت در برابر خوردگی آن است. با این حال ، درجه مقاومت می تواند بر اساس آلیاژ خاص مورد استفاده متفاوت باشد:

- کاربید تنگستن درجه جواهرات: این نوع به طور معمول از نیکل به عنوان چسب استفاده می کند. از نظر شیمیایی بی اثر است و در شرایط عادی زنگ زده یا لکه دار نمی شود. حلقه های کاربید تنگستن با درجه جواهرات به گونه ای طراحی شده اند که درخشش خود را حفظ کرده و با گذشت زمان به پایان برسانند.

- کاربید تنگستن درجه صنعتی: که اغلب با کبالت پیوند می خورند ، این درجه می تواند مستعد زنگ زدگی و خوردگی باشد. کبالت می تواند با رطوبت و مواد شیمیایی خاصی واکنش نشان دهد و منجر به اکسیداسیون شود. بنابراین ، اگر قصد خرید محصولات کاربید تنگستن را دارید ، دانستن درجه مورد استفاده بسیار مهم است.

چه عواملی باعث زنگ زدگی می شود؟

زنگ زدگی هنگامی اتفاق می افتد که فلزات با اکسیژن و رطوبت در محیط واکنش نشان می دهند. برای اکثر فلزات ، این منجر به اکسیداسیون می شود - فرایندی که می تواند با گذشت زمان باعث وخامت قابل توجهی شود. با این حال ، ترکیب منحصر به فرد کاربید تنگستن باعث می شود که در شرایط معمولی در برابر این واکنشها مقاوم باشد.

- دمای اکسیداسیون: تنگستن خالص در دمای بیش از 600-800 درجه سانتیگراد (1112-1472 درجه فارنهایت) اکسیده می شود. در شرایط استفاده عادی ، مانند جواهرات یا ابزارهایی که در معرض هوا و رطوبت قرار دارند ، کاربید تنگستن زنگ نمی زند.

- ماده اتصال دهنده: نوع چسب مورد استفاده در کاربید تنگستن به طور قابل توجهی بر مقاومت در برابر خوردگی آن تأثیر می گذارد. کاربید تنگستن با پیوند نیکل در مقایسه با انواع پیوندهای کبالت مقاوم تر است.

عوامل مؤثر بر مقاومت در برابر خوردگی

چندین عامل محیطی می توانند بر مقاومت در برابر خوردگی کاربید تنگستن تأثیر بگذارند:

- سطح pH: مقاومت در برابر خوردگی کاربید تنگستن با سطح pH متفاوت است. به طور کلی ، در محیط های خنثی به قلیایی مقاومت خوبی دارد (pH بالاتر از 7). با این حال ، قرار گرفتن در معرض شرایط اسیدی (pH زیر 6) می تواند منجر به افزایش سایش و خوردگی بالقوه شود.

- قرار گرفتن در معرض شیمیایی: مواد شیمیایی خاص می توانند تخریب کاربید تنگستن ، به ویژه آنهایی که حاوی اسیدهای قوی یا پایه هستند ، تسریع کنند. به عنوان مثال ، قرار گرفتن در معرض هیدروکلریک یا اسید سولفوریک می تواند منجر به آسیب قابل توجهی شود.

- دما: درجه حرارت بالا همچنین می تواند بر یکپارچگی کاربید تنگستن تأثیر بگذارد. در حالی که می تواند بدون زنگ زدگی در برابر گرمای زیاد مقاومت کند ، قرار گرفتن در معرض طولانی مدت در دمای شدید ممکن است منجر به اکسیداسیون شود.

خواص کاربید تنگستن

کاربید تنگستن دارای چندین ویژگی منحصر به فرد است که به استفاده گسترده آن کمک می کند:

- سختی زیاد: با رتبه سختی Mohs از 8.5 تا 9 ، کاربید تنگستن یکی از سخت ترین مواد موجود است. این امر آن را برای برش ابزار و برنامه های مقاوم در برابر سایش ایده آل می کند.

- تراکم: کاربید تنگستن دارای چگالی تقریبا 1.5 برابر بیشتر از فولاد است. این چگالی بالا به استحکام و دوام آن کمک می کند.

- مقاومت در برابر سایش: کاربید تنگستن در شرایطی از جمله سایش ، فرسایش و گالری 100 برابر بیشتر از فولاد می پوشد.

- ثبات حرارتی: خواص خود را حتی در دمای بالا حفظ می کند و آن را برای برنامه های درجه حرارت بالا مناسب می کند.

برنامه های کاربید تنگستن

خواص کاربید تنگستن باعث می شود آن را برای انواع برنامه ها مناسب کند:

- ابزارهای برش: سختی آن امکان برش کارآمد در فرآیندهای تولید را فراهم می کند.

- جواهرات: گروههای عروسی ساخته شده از کاربید تنگستن درجه جواهرات به دلیل مقاومت در برابر خراش و درخشش پایدار محبوب هستند.

- ماشین آلات صنعتی: در مؤلفه هایی که به مقاومت در برابر سایش زیاد مانند یاتاقان و نازل نیاز دارند ، استفاده می شود.

- معدن و حفاری: کاربید تنگستن به دلیل دوام در برابر محیط های سخت ، در کاربردهای معدن مورد استفاده قرار می گیرد.

نکات مربوط به نگهداری برای محصولات کاربید تنگستن

برای اطمینان از ماندگاری و حفظ ظاهر موارد کاربید تنگستن:

- تمیز کردن منظم: جواهرات تمیز با صابون و آب خفیف ؛ از مواد شیمیایی خشن که می توانند با هرگونه کبالت موجود واکنش نشان دهند ، خودداری کنید.

- از شرایط شدید خودداری کنید: هر زمان که ممکن باشد موارد را از گرمای شدید یا محیط های اسیدی دور نگه دارید.

- ذخیره سازی: وسایل را در یک مکان خشک ذخیره کنید تا در معرض رطوبت به حداقل برسد.

روندهای آینده در استفاده از کاربید تنگستن

با پیشرفت فناوری ، برنامه های کاربید تنگستن انتظار می رود بیشتر گسترش یابد:

- چاپ سه بعدی: ظهور تولید افزودنی ممکن است منجر به استفاده های جدید برای کاربید تنگستن در ایجاد هندسه های پیچیده شود که از طریق روشهای سنتی دستیابی به آنها دشوار است.

- کاربردهای زیست پزشکی: زیست سازگاری این مواد می تواند برای استفاده از آن در وسایل پزشکی مانند کاشت یا ابزارهای جراحی درها را باز کند.

- شیوه های پایدار: با تأکید بیشتر بر پایداری ، بازیافت کاربید تنگستن شیوع بیشتری پیدا می کند زیرا صنایع به دنبال گزینه های سازگار با محیط زیست و بدون به خطر انداختن عملکرد هستند.

خواص اضافی کاربید تنگستن

خصوصیات مکانیکی

کاربید تنگستن خصوصیات مکانیکی قابل توجهی را نشان می دهد که آن را برای برنامه های کاربردی مناسب می کند:

- قدرت فشاری: از قدرت فشاری بالاتر از تمام فلزات ذوب شده برخوردار است که باعث می شود آن را برای کاربردهای سنگین که در آن قدرت بسیار مهم است ایده آل کند.

- استحکام: با استحکام دو تا سه برابر بیشتر از فولاد ، بدون تغییر شکل فوق العاده تحت استرس عمل می کند.

- مقاومت در برابر ضربه: علی رغم اینکه بسیار سخت و سفت و سخت است ، مقاومت در برابر ضربه بالایی را که قابل مقایسه با فولادهای ابزار سخت شده است ، حفظ می کند.

این ترکیب از خواص به اجزای کاربید تنگستن اجازه می دهد تا در برابر استرس مکانیکی قابل توجهی بدون خرابی مقاومت کنند - ویژگی اساسی در صنایعی که قابلیت اطمینان از آن مهم است.

خواص حرارتی

کاربید تنگستن همچنین دارای خواص حرارتی چشمگیر است:

- این می تواند در حدود 1000 $ 1000 ° F $ $ (تقریباً $ 538 درجه سانتیگراد $ $) در اتمسفر اکسید کننده عمل کند.

- در محیط های غیر اکسیداسیون ، بدون از دست دادن یکپارچگی ساختاری ، دمای تا 1500 $ F $ $ (تقریباً $ 815 $ c $ $) را تحمل می کند.

این خصوصیات حرارتی آن را برای برنامه های مربوط به قرار گرفتن در معرض حرارت شدید مانند اجزای کوره یا ابزارهای برش مورد استفاده در سرعت زیاد مناسب می کند.

مقایسه با سایر مواد

هنگام مقایسه کاربید تنگستن با سایر مواد مانند کاربید تیتانیوم (TIC) ، چندین تمایز ایجاد می شود:

کاربید	کاربید تونگستن	کاربید
سختی	8.5 - 9 در مقیاس Mohs	9 - 9.5 در مقیاس Mohs
تراکم	~ 15.6 گرم در cm⊃3 ؛	~ 4.93 گرم در cm⊃3 ؛
هدایت حرارتی	متوسط (110 پوند w/m · k)	بالا (120 - 170 w/m · k)
مقاومت در برابر پوشیدن	عالی	خیلی خوب
برنامه	ابزار برش و صنعتی	روکش ها و زیست پزشکی

در حالی که کاربید تیتانیوم سطح سختی بالاتری را ارائه می دهد و به دلیل چگالی پایین تر ، آن را برای پوشش ها یا کاربردهای زیست پزشکی مناسب می کند. با این حال ، هنگامی که دوام تحت استرس مکانیکی مورد نیاز است - کاربید توننگستن به دلیل چگالی بالاتر همراه با خصوصیات مقاومت در برابر سایش برتر ، بی نظیر باقی می ماند [4] [18].

زمینه تاریخی

توسعه تنگستن به عنوان یک ماده صنعتی در اواخر قرن نوزدهم آغاز شد که دانشمندان خواص بی نظیر آن را شناسایی کردند - در نهایت به سمت ایجاد کاربیدهای سیمانی در سراسر جنگ جهانی دوم هنگامی که افزایش تقاضا برای مواد بادوام که قادر به انجام تحت شرایط شدید بودند وجود داشت [15].

از آن زمان صنایع مختلف این ماده را به طور گسترده اتخاذ کرده اند-از عملیات استخراج معادن با استفاده از بیت های مته کاملاً خارج از کاربیدهای سیمانی-به بخش های هوافضا که از آنها در موتورهای توربین استفاده می شود که در آن هر دو مقاومت در برابر گرما با یکپارچگی ساختاری بسیار مهم هستند [11] [12].

نوآوری های آینده

با نگاهی به نوآوری های آینده پیرامون این ترکیب قابل توجه:

1. تکنیک های پیشرفته تولید:

- ظهور فناوری تولید افزودنی فرصت هایی را باز می کند که هندسه های پیچیده ساخته شده از پودرهای تنگستن خالص می توانند به طور مؤثر در زمینه های مختلف مهندسی استفاده شوند.

2. ملاحظات زیست محیطی:

- از آنجا که پایداری به طور فزاینده ای در بین بخش ها اهمیت می یابد - روشهای تنظیم شده به طور خاص متناسب با بازپرداخت مواد قراضه از فرآیندهای تولید ، باعث می شود که ضمن حداکثر استفاده از منابع ، حداقل تولید زباله را تضمین کند [8] [10].

3. مواد هوشمند:

- تحقیقات آینده ممکن است یکپارچه سازی فن آوری های هوشمند را در کاربردهای سنتی کشف کند- قابلیت های نظارت بر زمان واقعی را که در قطعات ساخته شده از این مواد تعبیه شده است ، در نتیجه باعث افزایش بهره وری عملیاتی در برنامه های متنوع می شود [19].

با درک این جنبه های اطراف هر دو کاربرد فعلی در کنار پیشرفت های آینده نگر - صاحبان سهام در صنایع می توانند بهتر درک کنند که این ترکیب در بخش های مختلفی بسیار مهم است و در عین حال خود را نیز در برابر چالش های احتمالی ایجاد شده با تحول پویایی بازار به سمت پیش رو به سمت دهه های آینده آماده می کند!

پایان

به طور خلاصه ، در حالی که خود کاربید تنگستن به دلیل خاصیت شیمیایی منحصر به فرد خود در شرایط عادی زنگ نمی زند ، وجود برخی از اتصال دهنده ها مانند کبالت می تواند منجر به مشکلات اکسیداسیون شود. دانستن تفاوت بین کاربید درجه جواهرات و کاربید با درجه صنعتی برای مصرف کنندگان که به دنبال دوام و طول عمر در محصولات خود هستند بسیار مهم است. تعمیر و نگهداری مناسب می تواند طول عمر وسایل کاربید تنگستن را بیشتر کند. با تکامل صنایع به سمت شیوه های پایدارتر و برنامه های نوآورانه ، کاربید تنگستن احتمالاً در بخش های مختلف یک ماده حیاتی خواهد بود.

متداول

1. آیا تمام کاربید تنگستن زنگ زد؟

نه ، همه زنگ زدگی کاربید تنگستن نیست. کاربید تنگستن درجه جواهرات به طور معمول به دلیل چسب نیکل زنگ نمی زند ، در حالی که درجه صنعتی اگر حاوی کبالت باشد ممکن است زنگ بزند.

2. چه عواملی باعث لکه دار شدن در حلقه های تنگستن می شود؟

لکه دار شدن اغلب به دلیل قرار گرفتن در معرض مواد شیمیایی یا رطوبت که با اتصال دهنده های کبالت در حلقه های تنگستن با کیفیت پایین واکنش نشان می دهند ، رخ می دهد.

3. آیا می توانم در هنگام شنا ، حلقه تنگستن خود را بپوشم؟

بله ، اما توصیه می شود در صورت قرار گرفتن در معرض آب شور یا آب کلر ، آن را شستشو دهید تا از هرگونه واکنش احتمالی جلوگیری شود.

4. چگونه جواهرات کاربید تنگستن خود را تمیز کنم؟

برای تمیز کردن از صابون خفیف و آب گرم با یک پارچه نرم استفاده کنید. از مواد ساینده یا مواد شیمیایی خشن خودداری کنید.

5. هنگام استفاده از ابزارهای کاربید تنگستن از چه چیزی باید جلوگیری کنم؟

از قرار گرفتن آنها در محیط های اسیدی یا درجه حرارت بالا که بیش از آستانه اکسیداسیون آنها (600-800 درجه سانتیگراد) است ، خودداری کنید.

استنادها:

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

[2] https://www.linkedin.com/pulse/corrosion-resistance-tungsten-carbide-shijin-lei

[3] https://www.samaterials.com/content/application-of-tungsten-in-modern-industress.html

[4] https://heegermaterials.com/blog/79_tungsten-carbide-vs-titanium-carbide.html

[5] https://www.tungco.com/insights/blog/5-tungsten-carbide-applications/

[6] https://www.hyperionmt.com/en/resource/materials/emented-carbide/corrosion-resistance/

[7] https://www.thermalspray.com/why-is-tungsten-carbide-becoming-invesisply-popular/

[8] https://www.tungco.com/insights/blog/why-use-tungsten-carbide-over-other-metals/

[9] https://www.allied-matial.co.jp/fa/techinfo/tungsten_carbide/features.html

[10] https://www.hyperionmt.com/en/products/wear-parts/corrosion-resistant-carbide/

[11] https://www.itia.info/applications-markets/

[12] https://www.carbide-usa.com/top-5-uses-for-tungsten-carbide/

[13] https://htscoatings.com/blogs/our-craft-our-culture/three-tungsten-carbide-thermal-spray-coatings-and-their-uses

[14] https://www.gwstoolgroup.com/understanding-different-types-of-carbide-in-cutting-tools/

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

[16] https://www.tungstenman.com/tungsten-carbide-edm-blocks.html

[17] https://forums.tripwireinteractive.com/index.php

[18] https://eurobalt.net/blog/2022/03/28/all-the-applications-of-tungsten-carbide/

[19] https://www.researchgate.net/post/tungsten-carbide-corrosion-in-sea-water

[20] https://www.sollex.se/fa/blog/post/about-cementeded-tungsten-carbide-applications-part-1

[21] https://www.syalons.com/2024/07/08/silicon-carbide-vs-tungsten-carbide-wear-applications/