Menu ng nilalaman
● Ano ang Tungsten Carbide?
>> Komposisyon at Paggawa
>> Mga katangian ng Tungsten Carbide
● Pag -unawa sa Paglaban sa Kaagnasan
>> Mga mekanismo ng kaagnasan
>> Mga salik na nakakaimpluwensya sa paglaban sa kaagnasan
● Ang pagtutol ng kaagnasan ng tungsten carbide
>> Pag -uugali sa iba't ibang mga kapaligiran
>> Papel ng yugto ng binder
● Pagpapahusay ng paglaban sa kaagnasan
>> Alloying
>> Coatings
>> Paggamot sa ibabaw
● Tungsten Carbide kumpara sa iba pang mga materyales
>> Hindi kinakalawang na asero
● Ang mga aplikasyon ng corrosion-resistant tungsten carbide
>> Industriya ng langis at gas
>> Pagproseso ng kemikal
>> Industriya ng dagat
>> Iba pang mga industriya
● Konklusyon
● FAQ
>> 1. Ano ang gumagawa ng tungsten carbide corrosion-resistant?
>> 2. Paano nakakaapekto ang materyal ng binder sa paglaban ng kaagnasan ng tungsten carbide?
>> 3. Ano ang pinakamahusay na mga paraan upang mapagbuti ang paglaban ng kaagnasan ng tungsten carbide?
>> 4. Sa anong mga kapaligiran ang ipinapakita ng tungsten carbide?
>> 5. Ano ang ilang mga tipikal na aplikasyon ng corrosion-resistant tungsten carbide?
● Mga pagsipi:
Ang Tungsten Carbide ay kilala para sa pambihirang tigas, pagsusuot ng pagsusuot, at katatagan sa malupit na mga kapaligiran [2] [7] [4]. Ang pagtutol ng kaagnasan nito ay isang kritikal na pag -aari na tumutukoy sa pagiging angkop nito para sa iba't ibang mga pang -industriya na aplikasyon, kabilang ang mga nasa kemikal, petrolyo, at mga sektor ng dagat [7]. Ang artikulong ito ay galugarin ang paglaban ng kaagnasan ng Ang Tungsten Carbide , ang pinagbabatayan nitong mga mekanismo, mga kadahilanan na nakakaimpluwensya sa pag -uugali ng kaagnasan nito, at kung paano ito inihahambing sa iba pang mga materyales sa mga kinakaing unti -unting kapaligiran [2] [4].
Ano ang Tungsten Carbide?
Ang Tungsten Carbide (WC) ay isang tambalan na binubuo ng tungsten at carbon atoms [7]. Ito ay isang mahirap, malutong na materyal na karaniwang ginawa sa pamamagitan ng metalurhiya ng pulbos, kung saan ang tungsten carbide powder ay halo -halong may isang binder metal, karaniwang kobalt (CO), at pagkatapos ay sintered sa mataas na temperatura [7] [1]. Ang nagresultang materyal, na madalas na tinutukoy bilang semento na karbida, ay pinagsasama ang mataas na tigas at pagsusuot ng paglaban ng tungsten carbide na may katigasan at lakas ng binder metal [1].
Komposisyon at Paggawa
- Ang Tungsten carbide ay synthesized sa pamamagitan ng pagsasama ng tungsten at carbon sa mataas na temperatura [7].
- Ang nagreresultang pulbos ay halo -halong may isang binder metal (karaniwang kobalt) [1].
- Ang pinaghalong ay compact sa nais na hugis at pagkatapos ay sintered, isang proseso na pinagsama ang materyal sa mataas na temperatura [1].
Mga katangian ng Tungsten Carbide
- Mataas na katigasan: Ang Tungsten Carbide ay natatanging mahirap, na may isang katigasan ng Mohs na nasa paligid ng 9, pangalawa lamang sa brilyante [9].
- Magsuot ng paglaban: Nagpapakita ito ng mahusay na pagtutol sa nakasasakit at erosive na pagsusuot, na ginagawang angkop para sa pagputol ng mga tool at magsuot ng mga bahagi [3].
- Mataas na punto ng pagtunaw: Ang Tungsten Carbide ay may mataas na punto ng pagtunaw (humigit -kumulang 2,747 ° C), na nagbibigay ng katatagan sa nakataas na temperatura [9].
- Paglaban sa kaagnasan: Ito ay lumalaban sa maraming mga kinakaing unti -unting media, tinitiyak ang katatagan ng pagganap sa malupit na mga kapaligiran [7].
- Katatagan ng kemikal: Ang Tungsten Carbide ay matatag sa kemikal at hindi madaling gumanti sa iba pang mga sangkap sa temperatura ng silid [7] [9].
Pag -unawa sa Paglaban sa Kaagnasan
Ang pagtutol ng kaagnasan ay ang kakayahan ng isang materyal na makatiis ng pagkasira na dulot ng kemikal o electrochemical reaksyon sa kapaligiran nito [2]. Sa konteksto ng tungsten carbide, ang paglaban ng kaagnasan ay mahalaga para sa pagpapanatili ng integridad ng istruktura at pagganap nito sa mga kinakailangang kondisyon [1].
Mga mekanismo ng kaagnasan
Ang kaagnasan ay isang proseso kung saan ang isang materyal ay na -oxidized ng mga sangkap sa kapaligiran, na nagiging sanhi ng pagkawala ng mga electron [2]. Ang pangunahing mekanismo na nakakaapekto sa karbida ng tungsten ay kasama ang:
- Kemikal na kaagnasan: Direktang pag -atake ng kemikal ng mga acid, base, o iba pang mga kinakaing unti -unting ahente [1].
- Electrochemical Corrosion: Ang kaagnasan dahil sa pagbuo ng mga electrochemical cells sa ibabaw ng materyal [6].
- Galvanic Corrosion: Nagaganap kapag ang dalawang hindi magkakatulad na metal ay nakikipag -ugnay sa pagkakaroon ng isang electrolyte [6].
- CREVICE CORROSION: Na -localize na kaagnasan sa mga gaps o crevice kung saan maaaring makaipon ang mga stagnant solution [1].
Mga salik na nakakaimpluwensya sa paglaban sa kaagnasan
Maraming mga kadahilanan ang nakakaimpluwensya sa paglaban ng kaagnasan ng tungsten carbide:
- Komposisyon ng kemikal: Ang komposisyon ng tungsten carbide, kabilang ang uri at dami ng binder metal, ay makabuluhang nakakaapekto sa paglaban ng kaagnasan nito [7].
- Halaga ng pH: Ang kaasiman o alkalinidad ng kapaligiran ay gumaganap ng isang mahalagang papel. Ang Tungsten carbide na may mga cobalt binders ay karaniwang gumaganap nang maayos sa mga antas ng pH sa itaas ng 9 ngunit hindi maganda sa ibaba ng pH 6 [2].
- temperatura: Ang mas mataas na temperatura ay maaaring mapabilis ang mga rate ng kaagnasan [1].
- Corrosive Media: Ang mga tiyak na corrosive agents na naroroon sa kapaligiran (halimbawa, hydrochloric acid, nitric acid) ay maaaring magkaroon ng iba't ibang mga epekto sa tungsten carbide [7].
- Microstructure: Ang laki ng butil, porosity, at pamamahagi ng karbida at mga phase ng binder ay nakakaimpluwensya sa paglaban ng kaagnasan [1].
Ang pagtutol ng kaagnasan ng tungsten carbide
Ang Tungsten Carbide ay nagpapakita ng mahusay na paglaban sa kaagnasan sa iba't ibang media, kabilang ang gasolina, acetone, ethanol, organikong solvent, ammonia, base, at mahina acid [1]. Gayunpaman, ang pagganap nito ay maaaring magkakaiba -iba batay sa mga tiyak na kondisyon at komposisyon ng materyal [1].
Pag -uugali sa iba't ibang mga kapaligiran
- Mga acid: Ang Tungsten carbide ay maaaring lumala nang mabilis sa mga malakas na acid tulad ng hydrochloric at hydrofluoric acid [1].
- Alkalis: Sa pangkalahatan ay nagpapakita ito ng mahusay na pagtutol sa mga alkalina na kapaligiran, lalo na sa mas mataas na antas ng pH [2].
- Mga asing -gamot: Ang paglaban sa mga solusyon sa asin ay nakasalalay sa tiyak na asin at konsentrasyon. Ang mga pagsubok sa spray ng asin ay karaniwang ginagamit upang suriin ang paglaban ng kaagnasan sa mga kapaligiran sa dagat [3].
- Tubig: Ang tungsten carbide ay karaniwang gumaganap nang maayos sa gripo ng tubig, ngunit ang paglaban nito ay maaaring maapektuhan ng mga impurities at mga antas ng pH [1].
Papel ng yugto ng binder
Ang Cobalt ay isang malawak na ginagamit na binder sa tungsten carbide dahil sa kakayahang basa ang mga butil ng karbida na karbida sa panahon ng likidong phase sintering [1]. Gayunpaman, ang kobalt ay madaling kapitan ng kaagnasan, na maaaring humantong sa pagkasira ng buong materyal [1].
- Cobalt leaching: Sa mga kinakaing unti -unting kapaligiran, ang kobalt ay maaaring mapili na matunaw, nag -iiwan ng isang butas na tungsten carbide skeleton [1]. Ang prosesong ito, na kilala bilang cobalt leaching, binabawasan ang integridad ng istruktura ng materyal at maaaring maging sanhi ng spalling ng mga butil ng karbida [1].
- Pagpapabuti ng Paglaban sa Kaagnasan: Ang alloying cobalt na may mga elemento tulad ng chromium, molibdenum, o nikel ay maaaring mapahusay ang paglaban ng kaagnasan [1]. Sa ilang mga kaso, ang ganap na pagpapalit ng nikel para sa kobalt ay napatunayan na epektibo sa lubos na kinakaing unti -unting mga kapaligiran [1].
Pagpapahusay ng paglaban sa kaagnasan
Maraming mga diskarte ang maaaring magamit upang mapahusay ang paglaban ng kaagnasan ng tungsten carbide:
Alloying
- Chromium: Ang pagdaragdag ng chromium sa binder ng kobalt ay maaaring mapabuti ang paglaban sa oksihenasyon at kaagnasan [1].
- Nickel: Maaaring palitan ng nikel ang kobalt upang magbigay ng mahusay na paglaban sa kaagnasan sa malakas na kapaligiran ng acid [1].
- Molybdenum: Ang Molybdenum ay nagpapabuti sa paglaban ng kaagnasan sa tiyak na media ng kemikal [1].
Coatings
Ang paglalapat ng mga proteksiyon na coatings ay maaaring lumikha ng isang hadlang sa pagitan ng tungsten carbide substrate at ang kinakaing unti -unting kapaligiran [3].
- Ang CVD Tungsten Carbide Coatings: Ang Chemical Vapor Deposition (CVD) ay maaaring makagawa ng nano-nakabalangkas na tungsten carbide coatings na may pinahusay na katigasan, paglaban sa pag-abrasion, at paglaban sa kaagnasan [3]. Ang mga coatings na ito ay partikular na epektibo sa pagpigil sa kaagnasan sa agresibong media at sa mga temperatura hanggang sa 400 ° C [3].
- Hard Chrome Plating: Habang ang hard chrome plating ay isang pangkaraniwang paraan ng proteksyon ng kaagnasan, ang CVD tungsten carbide coatings ay nagpakita ng mahusay na pagganap sa mga pagsubok sa spray ng asin [3].
-Mga Coatings ng HVOF: Ang mga mataas na bilis ng oxy-fuel (HVOF) na coatings ay maaaring magbigay ng isang siksik, mahusay na bonding na layer, ngunit maaaring mangailangan sila ng pagbubuklod upang maiwasan ang kaagnasan ng pinagbabatayan na substrate [3].
Paggamot sa ibabaw
Ang pagbabago sa ibabaw ng tungsten carbide ay maaaring mapabuti ang paglaban ng kaagnasan [7].
- buli: Ang isang makinis na pagtatapos ng ibabaw ay binabawasan ang bilang ng mga potensyal na mga site ng pagsisimula ng kaagnasan [7].
- Passivation: Ang mga paggamot sa kemikal ay maaaring lumikha ng isang passive layer na nagpoprotekta sa materyal mula sa kaagnasan [2].
Tungsten Carbide kumpara sa iba pang mga materyales
Ang pagtutol ng kaagnasan ng karbida ng Tungsten ay maaaring ihambing sa iba pang mga karaniwang ginagamit na materyales sa mga kinakaing unti -unting kapaligiran [4]:
Hindi kinakalawang na asero
- Paglaban sa kaagnasan: Ang hindi kinakalawang na asero ay kilalang-kilala para sa paglaban ng kaagnasan nito dahil sa pagbuo ng isang passive chromium oxide layer [7].
- Mga Katangian ng Mekanikal: Ang Tungsten Carbide sa pangkalahatan ay may mas mataas na tigas at paglaban sa pagsusuot kumpara sa hindi kinakalawang na asero [9].
- Mga Aplikasyon: Ang Tungsten Carbide ay ginustong sa mga aplikasyon na nangangailangan ng mataas na paglaban sa pagsusuot at paglaban ng kaagnasan, tulad ng mga nozzle at mga sangkap ng balbula, habang ang hindi kinakalawang na asero ay ginagamit sa isang mas malawak na hanay ng mga aplikasyon dahil sa pag-agas nito at pagiging epektibo [7].
- Paglaban sa kaagnasan: Ang mga keramika, tulad ng alumina at zirconia, ay nag -aalok ng mahusay na paglaban sa kaagnasan sa maraming mga kapaligiran [6].
- Mga Katangian ng Mekanikal: Ang Tungsten Carbide ay may higit na katigasan ng katigasan at pagsusuot kumpara sa maraming mga keramika [9].
- Mga Aplikasyon: Ang mga keramika ay ginagamit sa lubos na kinakaing unti -unting mga kapaligiran kung saan ang mekanikal na stress ay mababa, habang ang tungsten carbide ay napili para sa mga aplikasyon na nangangailangan ng parehong mataas na kaagnasan at paglaban ng pagsusuot [6].
- Paglaban ng kaagnasan: Ang mga polimer ay maaaring magbigay ng mahusay na pagtutol sa mga tiyak na kemikal, ngunit ang kanilang mga mekanikal na katangian at paglaban sa temperatura ay karaniwang mas mababa kaysa sa mga tungsten carbide [3].
- Mga Aplikasyon: Ang mga polimer ay angkop para sa mababang-stress, kinakaing unti-unting mga kapaligiran, habang ang tungsten carbide ay ginagamit kapag ang mataas na lakas, paglaban sa pagsusuot, at paglaban ng kaagnasan ay kinakailangan [3].
Ang mga aplikasyon ng corrosion-resistant tungsten carbide
Ang corrosion-resistant tungsten carbide ay ginagamit sa iba't ibang mga aplikasyon sa iba't ibang mga industriya [2]:
Industriya ng langis at gas
- Mga tool sa pagbabarena: Ang mga sangkap na nagpapatakbo sa malupit, kinakaing unti -unting mga kapaligiran, tulad ng mga maasim na balon, ay nakikinabang mula sa mga coatings ng karbida na karbida [3].
- Mga sangkap ng balbula: Ang mga balbula ng choke at mga sangkap ng control ng likido ay nangangailangan ng mga materyales na maaaring makatiis ng mga likido na likido at mataas na panggigipit [2].
Pagproseso ng kemikal
- Mga nozzle: Ginamit para sa pag -spray ng mga kemikal na kemikal, na nangangailangan ng paglaban sa pag -atake ng kemikal at magsuot ng [2].
- Mga SEAL: Ang mga mekanikal na seal sa mga bomba at reaktor ay kailangang makatiis ng kinakaing unti -unting media at mapanatili ang pagganap ng sealing [2].
Industriya ng dagat
- Magsuot ng mga bahagi: Ang mga sangkap na nakalantad sa tubig sa dagat, tulad ng mga pump impeller at mga bahagi ng balbula, ay nangangailangan ng mga materyales na lumalaban sa kaagnasan [3].
-Mga tool sa pagputol: Ang Tungsten Carbide ay ang pinakamainam na hilaw na materyal para sa pagputol ng mga tool na ginagamit sa mataas na temperatura, high-speed enviroments dahil sa lakas at mababang thermal expansion coefficient [9].
Iba pang mga industriya
- Namatay ang katumpakan na panlililak: Ang mga bloke na lumalaban sa corrosion na tungsten ay ginagamit sa industriya ng katumpakan na namatay, kung saan ang kaagnasan ng electrochemical ay isang pag-aalala [6].
- Mga medikal na implant: Ang karbida ng Tungsten ay maaaring magamit sa mga medikal na implant na nangangailangan ng biocompatibility at resistensya ng kaagnasan [7].
Konklusyon
Ang Tungsten Carbide's Corrosion Resistance ay isang kritikal na pag -aari na ginagawang angkop para sa hinihingi na mga aplikasyon sa iba't ibang mga industriya [7]. Habang ang tungsten carbide ay nagpapakita ng mahusay na pagtutol sa maraming mga kinakaing unti -unting media, ang pagganap nito ay naiimpluwensyahan ng mga kadahilanan tulad ng komposisyon ng kemikal, halaga ng pH, temperatura, at ang pagkakaroon ng mga tiyak na kinakaing unti -unting ahente [1]. Ang phase ng binder, karaniwang kobalt, ay madalas na ang pinakamahina na link sa mga tuntunin ng paglaban ng kaagnasan, ngunit ang mga diskarte sa alloying at coating ay maaaring makabuluhang mapahusay ang pagganap nito [1]. Kumpara sa iba pang mga materyales tulad ng hindi kinakalawang na asero, keramika, at polimer, ang tungsten carbide ay nag -aalok ng isang natatanging kumbinasyon ng mataas na tigas, paglaban sa pagsusuot, at paglaban ng kaagnasan, na ginagawa itong isang mainam na pagpipilian para sa mga aplikasyon na nangangailangan ng tibay sa malupit na mga kapaligiran [9]. Tulad ng pagsulong ng teknolohiya, ang patuloy na pag -optimize ng proseso ay higit na mapapahusay ang pagtutol ng kaagnasan ng karbida ng Tungsten, na nagbibigay ng malakas na suporta para sa mga aplikasyon sa mas maraming larangan [7].
FAQ
1. Ano ang gumagawa ng tungsten carbide corrosion-resistant?
Ang paglaban ng kaagnasan ng Tungsten Carbide ay nagmula sa komposisyon ng kemikal at ang pagbuo ng isang matatag na layer ng oxide [7] [4]. Ang Tungsten Carbide (WC) ay nagbibigay ng isang likas na hadlang na lumalaban sa kaagnasan dahil sa mataas na katigasan at katatagan ng kemikal [7]. Bilang karagdagan, lumalaban ito sa mga reaksyon na may acidic, alkalina, at iba pang kinakaing unti -unting media, tinitiyak ang katatagan ng pagganap sa mga malupit na kapaligiran [7].
2. Paano nakakaapekto ang materyal ng binder sa paglaban ng kaagnasan ng tungsten carbide?
Ang materyal na binder, karaniwang kobalt (CO), ay maaaring makabuluhang nakakaapekto sa paglaban ng kaagnasan ng tungsten carbide [1]. Ang kobalt ay madaling kapitan ng kaagnasan, na maaaring humantong sa cobalt leaching at kasunod na pagkasira ng materyal [1]. Ang paglalagay ng binder ng kobalt na may mga elemento tulad ng chromium, molibdenum, o nikel ay maaaring mapabuti ang paglaban ng kaagnasan, o ang nikel ay maaaring mapalitan para sa kobalt na ganap na [1].
3. Ano ang pinakamahusay na mga paraan upang mapagbuti ang paglaban ng kaagnasan ng tungsten carbide?
Maraming mga pamamaraan ang maaaring mapahusay ang paglaban ng kaagnasan ng tungsten carbide:
- Alloying: Pagdaragdag ng mga elemento tulad ng chromium, nikel, o molibdenum sa phase ng binder [1].
- Coatings: Paglalapat ng mga proteksiyon na coatings tulad ng CVD tungsten carbide [3].
- Paggamot sa Ibabaw: Mga Polishing at Passivation Techniques [7].
4. Sa anong mga kapaligiran ang ipinapakita ng tungsten carbide?
Ang Tungsten carbide ay karaniwang nagpapakita ng mahinang paglaban ng kaagnasan sa mga malakas na acid tulad ng hydrochloric at hydrofluoric acid [1]. Hindi rin ito gumaganap sa mga kapaligiran na may halaga ng pH sa ibaba 6 kapag gumagamit ng kobalt bilang isang binder [2].
5. Ano ang ilang mga tipikal na aplikasyon ng corrosion-resistant tungsten carbide?
Ang corrosion-resistant tungsten carbide ay ginagamit sa iba't ibang mga aplikasyon, kabilang ang:
- Mga tool sa pagbabarena at mga sangkap ng balbula sa industriya ng langis at gas [3].
- Mga nozzle at seal sa pagproseso ng kemikal [2].
- Magsuot ng mga bahagi sa industriya ng dagat [3].
- Namatay ang katumpakan na panlililak [6].
Mga pagsipi:
[1] https://www.jlsmoldparts.com/talking-corrosion-resistance-tungsten-carbide-rades/
[2] https://www.linkedin.com/pulse/corrosion-resistance-tungsten-carbide-fhijin-lei
[3] https://hardide.com/wp-content/uploads/2020/05/corrosion_20101.pdf
[4] https://www.boyiprototyping.com/materials-guide/does-tungsten-rust/
[5] https://htscoatings.com/blogs/our-craft-our-culture/three-tungsten-carbide-thermal-spray-coatings-and-their-uses
[6] https://www.yatechmaterials.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/materials/cemented-carbide/corrosion-resistance/
