Mi a nehezebb króm vagy volfrám -karbid?

Tartalommenü

● Bevezetés a keménységbe

● Króm: Tulajdonságok és keménység

>> Legfontosabb tulajdonságok

>> Keménység részletei

>> Króm ötvözetekben és bevonatokban

● Tungsten karbid: Tulajdonságok és keménység

>> Legfontosabb tulajdonságok

>> Keménység részletei

>> Kompozit természet és keménység

● Összehasonlító elemzés: króm és volfrám -karbid

>> Keménység -összehasonlító táblázat

>> Kulcsfontosságú betekintés

>> Valós tesztelés

● Ipari alkalmazások

>> Króm

>> Volfrám karbid

>> Kiválasztási kritériumok az iparban

● Környezeti és gazdasági szempontok

>> Környezeti hatás

>> Gazdasági tényezők

>> Fenntarthatóság és újrahasznosítás

● Fejlesztések a kemény bevonatokban és az anyagtudományban

>> Alternatívák és innovációk

>> A jövőbeli trendek

>> Mikroszerkezet -összehasonlítás

>> Alkalmazási alkalmasság

● Következtetés

● GYIK: Gyakran feltett kérdések

>> 1. Mi a króm és a volfrám -karbid Mohs keménysége?

>> 2. Miért nehezebb a volfrám -karbid, mint a króm?

>> 3. Melyik a kopásállóbb: króm vagy volfrám-karbid?

>> 4. A volfrám -karbid drágább, mint a króm bevonatok?

>> 5. Használható -e a króm és a volfrám -karbid felcserélhetően?

● Idézetek:

Az anyagok keménységének megértése elengedhetetlen az iparágakban, kezdve a gyártástól és a bányászattól az űrhajózásig és a szerszámokig. A legismertebb kemény anyagok közül kettő a króm és Tungsten karbid , mindkettő kivételes tartósságuk és kopásállóságuk miatt ünnepelt. De amikor a kérdésről szól: 'Mi a nehezebb: króm vagy volfrám -karbid?', 'A válasz árnyaltabb, mint egy egyszerű szám. Ez az átfogó cikk feltárja tulajdonságaikat, ipari alkalmazásaikat és keménységük mögött meghúzódó tudományokat, részletes összehasonlítást nyújtva, amelyet az adatok, a szakértői betekintés és a vizuális segédeszközök támogatnak.

Bevezetés a keménységbe

A keménység az anyag ellenállása a deformációnak, a karcolásnak vagy a behúzásnak. Több skálán mérik, a leggyakoribb lényt:

- Mohs keménységi skála: 1 (talkum) és 10 (gyémánt) közötti, az anyag másolatának képessége alapján.

- Vickers keménység: A terhelés alatt előállított bemélyedés méretét méri.

- Rockwell keménység: Használja a penetráció mélységét egy nagy terhelés mellett, összehasonlítva az előterheléssel.

Ezeknek a skáláknak a megértése elengedhetetlen az olyan anyagok összehasonlításához, mint a króm és a volfrám -karbid, amelyeket olyan környezetben használnak, amely kivételes kopásállóságot és tartósságot igényel.

Króm: Tulajdonságok és keménység

A króm (CR) egy átmeneti fém, amely ezüstös csillogásáról, nagy reflexiójáról és figyelemre méltó keménységéről ismert. Ez a harmadik legnehezebb elem a szén (gyémánt formájában) és a bór formájában.

legfontosabb tulajdonságok

tulajdonságértéke	A
Atomszám	24
Kristályszerkezet	Testközpontú köbméter (BCC)
Olvadáspont	1,907 ° C (3 465 ° F)
Mohs keménység	8.5
Vickers keménység	~ 1,060 MPa
Young modulusa	279 GPA
Korrózióállóság	Kiváló
Sűrűség	7,19 g/cm³

Keménység részletei

- Mohs keménység: A króm 8,5 pontszámot mutat, ami megnehezíti a legtöbb fémet, de lágyabb, mint a Corundum és a Diamond.

- Vickers keménység: körülbelül 1 060 MPa, ami magas a tiszta fémnél.

- Rockwell keménység: A krómozás akár 69 órát is elérhet, ami rendkívül nehéz az ipari bevonatok számára.

A króm nagy keménysége a kristályszerkezetéből és az erős fémkötésekből származik, így nagyon karcálló. Ugyanakkor törékeny is, korlátozva tiszta formában történő felhasználását a szerkezeti alkalmazásokhoz.

Króm ötvözetekben és bevonatokban

A krómot ritkán használják tiszta formájában szerkezeti célokra, annak törékenysége miatt. Ehelyett általában használják:

- Plotizáló anyagként, amely kemény, korrózióálló felületet biztosít.

- Ösztöntető elemként a rozsdamentes acélokban, ahol mind a keménységet, mind a korrózióállóságot biztosítja.

- Az oxidációval és a magas hőmérsékletekkel szembeni ellenállást igénylő alkalmazások szuperfüzeteiben.

Tungsten karbid: Tulajdonságok és keménység

A volfrám -karbid (WC) egy volfrám és szén vegyülete, nem pedig tiszta elem. A keménység és a keménység egyedülálló kombinációja a vágószerszámok és a kopásálló bevonatok vágójává teszi.

legfontosabb tulajdonságok

tulajdonságértéke	A
Vegyi képlet	WC
Kristályszerkezet	Hatszögletű
Olvadáspont	2,870 ° C (5 198 ° F)
Mohs keménység	9
Vickers keménység	1700–2,600 MPa
Young modulusa	530–700 GPA
Sűrűség	15,6 g/cm³
Korrózióállóság	Kiváló (kivéve néhány savban)

Keménység részletei

- Mohs keménysége: Volfrakar -karbid sebessége 9 -nél, közvetlenül a gyémánt alatt.

- Vickers keménysége: 1700 és 2600 MPa között van, ami lényegesen magasabb, mint a króm.

- Rockwell keménység: A specifikus összetételtől és feldolgozásától függően gyakran meghaladja a 70 HRC -t.

A Tungsten Carbide kivételes keménysége sűrű, kovalensen kötött kristályszerkezetének köszönhető, amely ellenáll a deformációnak és a karcolásnak is magas hőmérsékleten.

Kompozit természet és keménység

A volfrám -karbidot gyakran kompozitként használják, kobalt vagy nikkel kötőanyagként. Ez a kombináció mind a szélsőséges keménységet, mind a jobb keménységet kínálja, csökkentve a törékenységet a tiszta kerámiahoz képest. Az eredmény egy olyan anyag, amely képes ellenállni mind a magas kopás, mind a jelentős mechanikai feszültségnek.

Összehasonlító elemzés: króm és volfrám -karbid

A központi kérdés megválaszolásához -*Mi a nehezebb: króm vagy volfrám -karbid?* - Hasonlítsuk össze tulajdonságaikat egymás mellett.

Keménység -összehasonlító asztal

tulajdonság	króm	volfrám karbid
Mohs keménység	8.5	9
Vickers keménység	~ 1,060 MPa	1700–2,600 MPa
Rockwell keménység	69 HRC -ig (bevonás)	> 70 óra (kompozit)
Szerkezet	Elemental metal (BCC)	Vegyület (hatszögletű)
Törékenység	Magas	Mérsékelt (keményebb)
Sűrűség	7,19 g/cm³	15,6 g/cm³
Korrózióállóság	Kiváló	Kiváló (a savak kivételével)

Kulcsfontosságú betekintés

- A volfrám -karbid nehezebb, mint a króm minden fő keménységi skálán, beleértve a Mohs -ot, a Vickers -t és a Rockwell -t.

- A kopásállóság: A Tungfen Carbide kiváló keménysége jobb kopásállóságot jelent, így ideális a nagy stresszes, koptató környezetekhez.

- A törékenység és a keménység: A króm törékenyebb, míg a volfrám -karbid, bár kemény, kompozit jellege miatt is nagyobb keménységet kínál.

- Feldolgozás és költség: A volfrám -karbid bevonatok drágábbak és kihívást jelentenek a feldolgozáshoz, de hosszabb élettartamot kínálnak az igényes alkalmazásokban.

Valós tesztelés

Laboratóriumi és ipari környezetben a volfrám -karbid következetesen felülmúlja a krómot kopási és kopási tesztekben. Például az ASTM G65 száraz homok/gumikerék kopásvizsgálatában a volfrám -karbid bevonatok többször hosszabb ideig tartanak, mint a kemény króm azonos körülmények között.

Ipari alkalmazások

Króm

- Krómozás: dekoratív kivitelhez, korrózióállósághoz és mérsékelt kopásvédelemhez használják az autóalkatrészekben, szerszámokban és készülékekben.

- Ötvös elem: A rozsdamentes acélban nélkülözhetetlen a korrózióállósághoz.

- Reflective felületek: tükrökben, optikai eszközökben és megvilágításban használják, annak nagy reflexiós képessége miatt.

Volfrám karbid

- Vágószerszámok: Gyakorlatok, end malmok és fűrészpengék a fémmunka, a bányászat és az építéshez.

- Viseljen alkatrészeket: görgők, halál, fúvókák és páncélos piering lőszerek.

- Bevonatok: A szélsőséges kopásnak kitett felületekre, például olaj- és gázfúróberendezésekre és ipari görgőkre alkalmazzák.

- Ékszerek: Gyűrűk és órák a karcolás ellenálláshoz és a tartóssághoz.

Kiválasztási kritériumok az iparban

A króm és a volfrám -karbid közötti választáskor a mérnökök fontolóra veszik:

- Szükséges keménység és viselési élet

- Működési környezet (korrozív, csiszoló vagy magas hőmérséklet)

- Költségkorlátozások

- Az alkalmazás vagy a javítás könnyűsége

- Környezetvédelmi előírások (pl. Hexavalent króm -korlátozások)

Környezeti és gazdasági szempontok

Környezeti hatás

- Króm: Hexavalent króm (CR (VI)), amelyet néhány bevonási folyamatban használnak, nagyon mérgező és karcinogén. A környezetvédelmi előírások sok országban korlátozzák annak használatát, elősegítve a biztonságosabb alternatívák keresését.

- Tungfen karbid: Általában kevésbé veszélyesnek tekintik, bár a volfrámbányászatnak és a porfeldolgozásnak megvan a saját környezeti lábnyoma. A kobalt kötőanyagként történő használata szintén egészségügyi és biztonsági aggályokat vet fel.

Gazdasági tényezők

- Króm: A krómozás viszonylag olcsó és széles körben elérhető, így sok alkalmazás számára költséghatékony.

- Tungfen karbid: drágább a nyersanyagköltségek és az összetett gyártási folyamatok miatt, de hosszabb élettartamot és csökkent karbantartást kínál az igényes környezetben.

Fenntarthatóság és újrahasznosítás

Mind a króm, mind a volfrám -karbid újrahasznosítható. A kiégett volfrám -karbid szerszámokat gyakran összegyűjtik és új eszközökbe újrafeldolgozzák, csökkentve a hulladékot és az erőforrások megőrzését. A krómozott alkatrészek szintén lecsökkenthetők és cserélhetők, bár a környezeti szennyeződés elkerülése érdekében a folyamatot gondosan kell kezelni.

Fejlesztések a kemény bevonatokban és az anyagtudományban

Alternatívák és innovációk

A növekvő környezetvédelmi előírások és teljesítményigények révén a kutatók új kemény bevonatok és anyagok kidolgozása:

-Fizikai gőzlerakódás (PVD) és kémiai gőzlerakódás (CVD): Az ultra kemény bevonatok, például a titán-nitrid (TIN) és a gyémántszerű szén (DLC) felhordására szolgál, amelyek néha meghaladhatják a karbidot is meghatározott alkalmazásokban.

- Kerámia mátrix kompozitok: Kínáljon szélsőséges keménység és jobb keménység kombinációját.

- Nanostrukturált bevonatok: A gabona méretének finomításával a nanoméretűek az anyagtudósok növelik a keménység és a kopás ellenállását a hagyományos határokon túl.

A jövőbeli trendek

-Környezetbarát bevonatok: A veszélyes króm bevonat cseréje háromértékű krómmal vagy más nem mérgező alternatívákkal.

- Fokozott keménység: Új volfrám -karbid fokozat fejlesztése javított törésállósággal.

- Intelligens bevonatok: olyan anyagok, amelyek öngyógyíthatják vagy jelezhetik a kopást, meghosszabbíthatják az élettartamot és csökkentik a karbantartási költségeket.

Mikroszerkezet -összehasonlítás

Alkalmazás alkalmasság

Az alkalmazás típus	legjobb választás	oka
Szélsőséges kopásállóság	Volfrám karbid	Kiváló keménység és keménység
Korrózióállóság	Króm	Kiváló sok környezetben
Magas hőmérsékleti stabilitás	Volfrám karbid	Fenntartja a keménységet a magas T -nél
Költségérzékeny alkalmazások	Króm	Alacsonyabb költségek, könnyebb feldolgozás
Precíziós vágószerszámok	Volfrám karbid	Fenntartja az élességet, a tartósságot

Következtetés

A króm és a volfrám -karbid keménységének összehasonlításakor a volfrám -karbid egyértelműen a nehezebb anyag. Ez felülmúlja a krómot a Mohs, a Vickers és a Rockwell keménység skálán, és kiváló kopási ellenállása a nagy stressz, koptató és magas hőmérsékletű ipari alkalmazások választott anyagává teszi. A króm, bár még mindig rendkívül kemény és nagyra értékelik korrózióállóságának és esztétikai vonzerejének, nem felel meg a Tungsten Carbide teljesítményének olyan környezetekben, ahol maximális keménység és tartósság szükséges.

A kettő közötti választás azonban az adott alkalmazástól függ. A krómot részesíti előnyben a költséghatékonyság, a feldolgozás könnyűsége és a korrózióállóság, különösen a dekoratív és mérsékelt kopás beállításában. A volfrám -karbid, magasabb költségeivel és feldolgozási bonyolultságával, a legigényesebb feladatokhoz tartozik, ahol a hosszú élettartam és a szélsőséges keménység kiemelkedően fontos.

Az Anyagtudomány fejlődésével az új bevonatok és kompozitok tovább megváltoztathatják a tájat, de egyelőre a volfrám-karbid továbbra is az ipari keménység referenciaértéke, a króm pedig sokoldalú, költséghatékony és korrózió-ellenálló alternatívának tartja a helyét.

GYIK: Gyakran feltett kérdések

1. Mi a króm és a volfrám -karbid Mohs keménysége?

A króm mohs keménysége 8,5, míg a volfrám -karbid 9 -es pontszáma, ami megnehezíti a volfrám -karbidot.

2. Miért nehezebb a volfrám -karbid, mint a króm?

A Tungsten Carbide keménysége sűrű, kovalensen kötött hatszögletű kristályszerkezetéből származik, amely ellenáll a deformációnak és a karcolásnak, mint a króm BCC szerkezetének fémkötései.

3. Melyik a kopásállóbb: króm vagy volfrám-karbid?

A volfrám-karbid szignifikánsan kopásállóbb, kiváló keménysége és keménysége miatt, így ideális a vágószerszámokhoz és a magas ruházatú ipari alkatrészekhez.

4. A volfrám -karbid drágább, mint a króm bevonatok?

Igen, a volfrám -karbid bevonatok drágábbak a gyártáshoz és a feldolgozáshoz, de hosszabb élettartamot és jobb teljesítményt kínálnak a szélsőséges környezetben, gyakran ellensúlyozva a magasabb kezdeti költségeket.

5. Használható -e a króm és a volfrám -karbid felcserélhetően?

Nem, nem használhatók felcserélhetően. Mindegyik anyagnak egyedi tulajdonságai vannak, amelyek megfelelnek az egyes alkalmazásoknak. A volfrám-karbid a legmegfelelőbb a szélsőséges kopáshoz és a nagy stressz környezethez, míg a króm a korrózióállóság és az alacsonyabb költségű alkalmazások szempontjából előnyös.

Idézetek:

[1] https://byg.com/en/recargue-de-tungsteno-vs-carburo-de-cromo/

[2] https://www.reddit.com/r/materials/comments/1hqsu81/how_does_chromium_have_a_mohs_hardness_of_85/

[3] https://www.allied-material.co.jp/en/techinfo/tungsten_carbide/features.html

[4] https://en.wikipedia.org/wiki/chromium

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

[6] https://shop.machinemfg.com/tungsten-carbide-vs-hard-chrome-whats-thifference/

[7] https://www.jinhangmachinery.com/news/industrial-rollers-what-is-the-the-thefference-chromium-carbide-and-tungsten-carbide-coatings

[8] https://www.electro-coatings.com/hard-chrome-hardness-value.php

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

[10] https://www.linkedin.com/pulse/what-chromium-hardest-etal-earth-sofia-sondh

[11] https://www.jinhangmachinery.com/news/what-is-the-thifference-between és-tungsten-carbide-coated-roller

[12] https://extremecoatings.net/technical-resources/coating-formulas/tungsten-chromium-carbide-coatings/

[13] https://www.meadmetals.com/blog/what-ar-trongest-metals

[14] https://blog.thepipingmart.com/metals/tungsten-carbide-vs-hard-chrome-whats-thifference/

[15] https://tampasteel.com/what-ra-thestronest-metals/

[16] https://www.thermalspray.com/hvaf-tungsten-carbide-thermal-pray-vs-hard-chrome plating/

[17] https://www.jindcarbide.com/hich-is-harder-chromium-ceor-or-nungsten-carbide-id48574586.html

[18] https://pt.kle.cz/en_us/chromium.html

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

[20] https://www.bladeforums.com/threads/carbide-hardness-chart.1705186/

[21] https://en.wikipedia.org/wiki/hardnesses_of_the_elements_(data_page)

[22] https://outils.it/en/tungsten-carbide/

[23] https://www.alfotech.eu/services/hard-metal-coating

[24] https://www.shutterstock.com/search/hard-chromium

[25] https://www.shutterstock.com/search/chromium

[26] https://www.istockphoto.com/photos/chromium-eLement

[27] https://periodictable.com/elements/024/index.html

[28] https://www.istockphoto.com/photos/Chrome Plating

[29] https://artizono.com/tungsten-carbide-vs-hard-chrome-a-comprehensive-comparison/

[30] http://nevada-utback-gems.com/base_ores/chromium_ore.htm

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

[32] http://www.wococarbide.com/uploads/2017-07-31/597EDB1697A16.pdf

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

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

[35] https://knifesteLnerds.com/2019/07/15/carbide-types-in-knife-steels/

[36] https://www.eng-tips.com/threads/tungsten-carbide-vs-high-chromium.284818/

[37] https://hghouston.com/discussion-forums/forumid/5/postid/4398/scope/posts/tungsten-carbide-vs-nickel-chrome-coating

[38] https://www.asbindustries.com/coating-materials/carbide-coating-materials

[39] https://met3dp.sg/tungsten-carbide-chromium-nickel-powderbest-hevy/

[40] https://www.hardfacetechnologies.com/zh/resources/frequententy-sked-questions-bout-hardface-welding-esserstinging-what-it-s-n-how-it-it-used

[41] https://www.gwstoolgroup.com/understinging-thifferent-types-of-carbide-in-cutting-tools/

[42] https://eurotec-online.com/byg-about-tungsten-vs-chromium-carbide-recharging

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

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