Koja je Rockwell tvrdoća volfram karbida?

Izbornik sadržaja

● Razumijevanje volfram karbida i njegova tvrdoća

>> Što je tvrdoća?

● Rockwell Tvrdoća volframa karbida

>> Tipične vrijednosti tvrdoće rockwella

>> Zašto koristiti rockwell skalu za volfram karbid?

● Usporedba tvrdoće volframovog karbida s drugim ljestvicama

● Čimbenici koji utječu na tvrdoću volfram karbida

>> 1. Veličina zrna

>> 2. Sadržaj veziva kobalta

>> 3. Temperatura sinteriranja i nakon tretmana

● Mehanička svojstva povezana s tvrdoćom

● Primjene volfram -karbida na temelju tvrdoće

● Ispitivanje tvrdoće volfram karbida

>> Rockwell metoda ispitivanja tvrdoće

>> Važnost testiranja tvrdoće

● Dodatni tehnički uvidi o tvrdoći volframovog karbida

>> Toplinska stabilnost i tvrdoća

>> Utjecaj vezivnih materijala izvan kobalta

>> Napredak u kompozitima volframa karbida

● Proširene primjene volfram karbida

>> Medicinska industrija

>> Zrakoplovstvo

>> Elektronika

● Poboljšane tehnike ispitivanja tvrdoće

>> Ultrazvučno testiranje tvrdoće

>> Testiranje mikroharda

>> Automatizacija kontrole kvalitete

● Zaključak

● FAQ

>> 1. Koji je tipični raspon tvrdoće rockwella volfram -karbida?

>> 2. Zašto se Rockwell skala koristi za testiranje tvrdoće volfram ugljika?

>> 3. Kako sadržaj kobalta utječe na tvrdoću volframovog karbida?

>> 4. Kakav je odnos između veličine zrna i tvrdoće u volframskom karbidu?

>> 5. Kako se testira tvrdoća volframovog karbida u industriji?

● Navodi:

Volfram karbid je poznat po izuzetnoj tvrdoći i otpornosti na habanje, što ga čini kritičnim materijalom u aplikacijama za industrijsku alatima, obradi i otpornim na habanje. Razumijevanje njegove tvrdoće Rockwella ključno je za inženjere, proizvođače i korisnike kako bi odabrali pravu ocjenu za određene zadatke i osigurali kontrolu kvalitete. Ovaj sveobuhvatni članak istražuje Rockwell tvrdoću volfram -karbida, njegovu usporedbu s drugim ljestvicama tvrdoće, čimbenicima koji utječu na njegovu tvrdoću, primjenu i metode ispitivanja.

Razumijevanje volfram karbida i njegova tvrdoća

Volfram karbid (WC) je kemijski spoj sastavljen od atoma volframa i ugljika, obično u omjeru blizu 94% volframa i 6% ugljika. To tvori šesterokutnu kristalnu strukturu blisko prepune, koja doprinosi njegovim izvanrednim mehaničkim svojstvima, uključujući tvrdoću, krutost i čvrstoću tlačne čvrstoće.

Što je tvrdoća?

Tvrdoća je otpor materijala na trajnu deformaciju, grebanje ili uvlačenje. To je ključno svojstvo za materijale koji se koriste za rezanje alata, nošenje dijelova i abrazive. Tvrdoća se mjeri pomoću različitih ljestvica, uključujući:

- Mohs ljestvica tvrdoće: kvalitativna skala od 1 (talc) do 10 (dijamant).

- Vickersova tvrdoća (HV): kvantitativna skala pomoću dijamantskog piramida.

- Rockwell Tvrdoća (HR): Kvantitativna ljestvica mjerenja dubine prodora pod određenim opterećenjima, s različitim skalama (a, b, c itd.) Ovisno o materijalu i vrsti uvlačenja.

Rockwell Tvrdoća volframa karbida

Tipične vrijednosti tvrdoće rockwella

Volfram karbid obično pokazuje Rockwell tvrdoću na skali (HRA) u rasponu od 88 do 95. To odgovara otprilike 69 do 81 na Rockwell C skali (HRC), koja se obično koristi za očvrsnute čele.

- Rockwell A Scale (HRA): Koristi dijamantni konus uvlakača s opterećenjem od 60 kg, pogodan za vrlo tvrde materijale poput volfram -karbida.

- Rockwell C Scale (HRC): Koristi dijamantni konus s opterećenjem od 150 kg, uglavnom za otvrdnute čelika, ali ponekad se koristi za usporedbu.

Raspon tvrdoće Rockwell od 88–95 HRA odražava ocjene volframovog karbida s različitim sadržajem kobaltnog veziva i veličine zrna, koji utječu na tvrdoću i žilavost.

Zašto koristiti rockwell skalu za volfram karbid?

Preferira se skala rockwell -a jer niža ispitna sila (60 kg) smanjuje rizik od oštećenja dijamantskog uvlačenja u usporedbi s većom silom korištenom u C skali (150 kg). Omogućuje pouzdane mjerenja tvrdoće za izuzetno tvrde materijale poput volframovog karbida bez ugrožavanja uvlačenja ili uzorka.

Usporedba tvrdoće volframovog karbida s drugim ljestvicama

Tvrdoća volframa karbida približava se dijamantu, koji je najteži poznati materijal (Mohs 10, Vickers ~ 10 000 HV). Njegova Vickersova tvrdoća obično se kreće od 2.400 do 3.000 HV, ovisno o sastavu i obradi.

Čimbenici koji utječu na tvrdoću volfram karbida

1. Veličina zrna

- Fina zrna (0,2–0,8 µm): veća tvrdoća zbog smanjenog međugranularnog razmaka, idealno za rezanje alata i preciznog dijela trošenja.

- grube zrna (> 1 µm): manja tvrdoća, ali poboljšana žilavost, pogodna za primjene teških udara poput rudarskih alata.

2. Sadržaj veziva kobalta

Volfram karbid često se cementira kobaltom, koji djeluje kao vezivo za držanje WC zrna zajedno.

- Niski sadržaj kobalta (3–6%): maksimizira tvrdoću, ali povećava krhkost.

- Visoki sadržaj kobalta (10–20%): poboljšava žilavost, ali smanjuje tvrdoću.

3. Temperatura sinteriranja i nakon tretmana

- Veće temperature sinteriranja (1.400–1,600 ° C) optimiziraju gustoću i tvrdoću.

- Površinski premazi poput titanskog nitrida (TIN) mogu dodatno poboljšati površinsku tvrdoću i otpornost na habanje.

Mehanička svojstva povezana s tvrdoćom

- Kompresivna čvrstoća: do 2.700 MPa, veća od većine metala, doprinoseći izvrsnom otpornosti na habanje pod opterećenjem.

- Youngov modul: otprilike 530–700 GPA, otprilike tri puta veća od čelika, što ukazuje na ekstremnu krutost.

- Poprečna čvrstoća puknuća (TRS): Označava žilavost koja obrnuto u određenoj mjeri korelira s tvrdoćom.

Primjene volfram -karbida na temelju tvrdoće

Zbog svoje tvrdoće i otpornosti na habanje, volfram -karbid se široko koristi u:

- Alati za rezanje: Krajnje mlinice, bitovi za bušenje, umetci održavaju oštre rubove na visokim temperaturama.

- Rudarska oprema: Savjeti za bušenje, pločice za drobljenje odupiru se abrazivnom kontaktu s stijenama.

- Dijelovi za industrijsko trošenje: mlaznice, ventili, čahure i prstenovi za brtve traju erozivne tekućine i mehaničko trošenje.

- Nakit: Vjenčani traci odupiru se ogrebotinama i zadržavaju lak u nedogled.

Ispitivanje tvrdoće volfram karbida

Rockwell metoda ispitivanja tvrdoće

- Indenter: Diamond Cone (kut od 120 °) za volfram karbid.

- Opterećenje: 60 kg za rockwell A Scale.

- Postupak: Na glatkoj, pripremljenoj površini se vrši višestruke udubljenja, s razmakom i udaljenostima ruba kako bi se izbjegle smetnje.

- Kalibracija: Koristite blokove tvrdoće blizu tvrdoće volfram karbida za točnost.

- Rezultat: prosjek višestrukih očitanja, s tolerancijama obično ± 0,5 HRA.

Važnost testiranja tvrdoće

- Osigurava da materijal zadovoljava specifikacije za otpornost na habanje i trajnost.

- Kritično za kontrolu kvalitete u proizvodnji dijelova volfram -karbida.

- Pomaže u odabiru odgovarajućih ocjena za različite aplikacije na temelju zahtjeva tvrdoće i žilavosti.

Dodatni tehnički uvidi o tvrdoći volframovog karbida

Toplinska stabilnost i tvrdoća

Volfram karbid održava svoju tvrdoću čak i pri povišenim temperaturama, što je ključno za rezanje alata koji se koriste u strogoj obradi. Njegovo zadržavanje tvrdoće na temperaturama do 500 ° C čini ga superiornim mnogim drugim tvrdim materijalima koji omekšaju pod toplinom.

Utjecaj vezivnih materijala izvan kobalta

Iako je kobalt najčešće vezivo, druga veziva poput nikla ili željeza mogu se koristiti za prilagođavanje ravnoteže tvrdoće i žilavosti. Veziva nikla mogu poboljšati otpornost na koroziju, ali mogu malo smanjiti tvrdoću u usporedbi s kobaltom.

Napredak u kompozitima volframa karbida

Nedavna dostignuća uključuju nanostrukturirane kompozite volframovog karbida koji istovremeno pokazuju pojačanu tvrdoću i žilavost, prevladavajući tradicionalne kompromise.

Proširene primjene volfram karbida

Medicinska industrija

Volfram karbid koristi se u kirurškim instrumentima i zubnim alatima zbog svoje tvrdoće i biokompatibilnosti, osiguravajući preciznost i izdržljivost.

Zrakoplovstvo

Komponente izložene ekstremnom trošenju i toplini, poput turbinskih lopatica i dijelova motora, imaju koristi od prevlaka ili umetnuti volfram karbidom.

Elektronika

Volfram karbid koristi se u izradi dijelova opreme za poluvodičke opreme koji zahtijevaju visoku otpornost na habanje i dimenzionalnu stabilnost.

Poboljšane tehnike ispitivanja tvrdoće

Ultrazvučno testiranje tvrdoće

Nerazorna ultrazvučna metoda razvijaju se za mjerenje tvrdoće i otkrivanje unutarnjih nedostataka u dijelovima volframskog karbida.

Testiranje mikroharda

Testovi mikroharda pomoću Vickersa ili Knoop Indundersa pružaju lokalizirana mjerenja tvrdoće, korisna za prevlake i tanke slojeve.

Automatizacija kontrole kvalitete

Automatizirani sustavi ispitivanja tvrdoće s robotskim oružjem i AI analizom poboljšavaju konzistentnost i propusnost u proizvodnji.

Zaključak

Volfram karbid jedan je od najtežih industrijskih materijala, s tvrdoćom Rockwella koji se obično kreće od 88 do 95 HRA, što odražava njegovu izuzetnu otpornost na habanje i izdržljivost. Na njegovu tvrdoću utječu veličina zrna, sadržaj veziva kobalta i uvjeti obrade. Rockwell A Scale standard je za mjerenje tvrdoće volframovog karbida, pružajući pouzdane i točne rezultate neophodne za kontrolu kvalitete i odabir materijala. Ova izvanredna tvrdoća, u kombinaciji s visokom čvrstoćom i krutošću, čini volfram karbid neophodnim u rezanju alata, rudarske opreme i komponenti otpornih na habanje.

FAQ

1. Koji je tipični raspon tvrdoće rockwella volfram -karbida?

Volfram karbid obično ima Rockwell tvrdoću između 88 i 95 HRA, što otprilike odgovara od 69 do 81 HRC.

2. Zašto se Rockwell skala koristi za testiranje tvrdoće volfram ugljika?

Rockwell A skala koristi nižu ispitnu silu (60 kg) i dijamantski uvlačenje, što sprječava oštećenje na uvlačenje i pruža točna očitavanja tvrdoće za vrlo tvrde materijale poput volframa karbida.

3. Kako sadržaj kobalta utječe na tvrdoću volframovog karbida?

Niži sadržaj kobalta povećava tvrdoću, ali smanjuje žilavost, dok veći sadržaj kobalta poboljšava žilavost na štetu tvrdoće.

4. Kakav je odnos između veličine zrna i tvrdoće u volframskom karbidu?

Fine zrna rezultiraju većom tvrdoćom i otpornošću na habanje, dok gruba zrna poboljšavaju žilavost, ali nižu tvrdoću.

5. Kako se testira tvrdoća volframovog karbida u industriji?

Tvrdoća se testira pomoću testera tvrdoće Rockwell na skali, s pažljivim pripremom uzorka, višestrukim udubljenjima i umjeravanjem u odnosu na standardne blokove tvrdoće.

Navodi:

[1] https://www.matweb.com/search/datasheet.aspx?matguid=e68b647b86104478a32012cbbd5ad3ea&n=1

[2] https://www.carbide-part.com/blog/tungsten-carbide-hardness-vs-diamond/

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

[4] https://www.harcourt.co/overview_documents/tungsten%20carbide%20Data%20Sheet.pdf

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

[6] https://www.buehler.com/blog/rockwell-hardness-testing/

[7] https://www.carbide-products.com/blog/hardness-testing-of-carbide/

[8] https://www.zhongbocarbide.com/what-is-the-hardness-of-tungsten-carbide.html

[9] https://www.carbide-part.com/blog/comprehenge-guide-to-testing-tungsten-carbide-rods-keysteps-to-ensure-quality-and-performance/

[10] https://www.yatechmaterials.com/en/technology/hardness-of-tungsten-carbide/

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

[12] https://www.bangerter.com/en/tungsten-carbide

[13] http://hardmetal-inženjering.blogspot.com/2011/

[14] https://www.bladeforums.com/threads/carbide-hardness-data.1514372/

[15] https://www.zhongbocarbide.com/how-hard-is-sungsten-carbide-on-the-hardnes-scale.html

[16] http://hardmetal-inženjering.blogspot.com/2011/04/what-sort-of-hardness-can-be-achied.html

[17] http://www.tungsten-carbide.com.cn/tungsten-carbide-hardness-conversion-table.html

[18] https://www.mitsubishicarbide.net/contents/mmus/enus/html/product/technical_information/information/hardness.html

[19] https://www.nist.gov/publications/effect-teel-and-dungsten-carbide-ball-indenters-rockwell-hardness-tests

[20] https://www.mosercompany.com/tungstencarbide.htm

[21] https://heatford.com/sertlik_donusum_tablosu.pdf

[22] https://konecarbide.com/tungsten-vs-tungsten-carbide-differences-explaned/

[23] https://www.makeitfrom.com/material-properties/tungsten-carbide-wc

[24] https://www.generalcarbide.com/wp-content/uploads/2019/04/generalcarbide-designers_guide_tungstencarbide.pdf

[25] https://wenlijituan.en.made-in-china.com/product/vebuonyjggrj/china-yg20-c13-tungsten-carbide-rods-with-rockwell-hardness-58.html

[26] https://www.dymetalloys.co.uk/what-is-lungsten-carbide

[27] https://www.imetra.com/tungsten-carbide-material-properties/

[28] https://www.govinfo.gov/content/pkg/govpub-c13-purl-dps15213/pdf/govpub-c13-purl-dps15213.pdf

[29] https://stock.adobe.com/search?k=tungsten+carbide

[30] http://www.nicrotec.com/welding-consumables/tungsten-carbide-alloys-nicrotec/products.html?c=1&g=13

[31] https://www.diva-portal.org/smash/get/diva2:1237216/fullText01.pdf

[32] https://www.imeko.org/publications/tc5-2004/imeko-tc5-2004-016.pdf

[33] https://www.scientirect.com/science/article/pii/026343689190025J

[34] https://www.basiccarbide.com/tungsten-carbide-ndade-chart/

[35] https://www.jota.ch/fileadmin/images/flyer_aktuell/final_-_spot_-_hartmetall_-_en_lq.pdf

[36] https://en.wikipedia.org/wiki/rockwell_hardness_test

[37] https://www.gettyimages.com/photos/tungsten-carbide

[38] https://www.ruihantools.com/technic-data/undcartanding-the-hardness-of-carbide-nd-mills.html

[39] https://www.zhongbocarbide.com/how-hard-is-sungsten-carbide-hrc.html

[40] https://carbideProvider.com/tungsten-carbide-rod-for-cutting-tools/

[41] https://www.topndt.sk/sites/default/files/prilohy/hardness_testing_faq_english_0_2.pdf

[42] https://tuncomfg.com/about/faq/

[43] https://www.tungstenman.com/tungsten-carbide-hardness.html

[44] https://carbideprovider.com/tungsten-carbide-indexable-inserts-202407252/

[45] https://www.metan.com/pics/files/hardness-testing-guide.pdf

[46] https://coweal.com/tungsten-vs-tungsten-carbide/

[47] http://www.carbidetechnologies.com/faq/what-is-hardness/

[48] ​​http://www.tungsten-carbide.com.cn

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

[50] https://www.pennunited.com/sites/default/files/ps%2000002%20grade%20sheet%20rev%208.pdf

[51] https://www.qualitytestinginc.com/rockwell-hardness-test.html

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