Menu konten
● Pengantar Tungsten Carbide
● Memahami Kekerasan dan Tes Brinell
>> Ilmu kekerasan material
>> Metodologi Pengujian Kekerasan Brinell
>>> Standar Konfigurasi Uji
● Kekerasan Brinell dari Tungsten Carbide: Angka
>> Kisaran kekerasan
>> Analisis komparatif
● Faktor yang mempengaruhi kekerasan
>> Pengaruh mikrostruktur
● Aplikasi Industri Lanjutan
>> Penggunaan canggih
● Analisis Lingkungan dan Ekonomi
>> Pertimbangan siklus hidup
>> Inisiatif keberlanjutan
● Kesimpulan
● FAQ: Kekerasan Brinell dari Tungsten Carbide
>> 1. Mengapa menggunakan Brinell, bukan Rockwell untuk pengujian WC?
>> 2. Bagaimana suhu mempengaruhi kekerasan WC?
>> 3. Bisakah Brinell kekerasan memprediksi resistensi keausan?
>> 4. Apa kekerasan sisipan pemotongan karbida?
>> 5. Bagaimana kekerasan HV dibandingkan dengan HB untuk WC?
● Kutipan:
Tungsten carbide berdiri sebagai salah satu bahan teknik yang paling luar biasa, dihargai karena kekerasan, daya tahan, dan ketahanannya yang luar biasa. Dalam artikel yang komprehensif ini, kami mengeksplorasi kekerasan Brinell Tungsten carbide , mempelajari sains di balik pengujian kekerasan, dan memeriksa mengapa properti ini sangat vital dalam aplikasi industri. Sepanjang jalan, kami akan menggambarkan konsep -konsep kunci dengan diagram dan gambar untuk kejelasan dan keterlibatan.
Pengantar Tungsten Carbide
Tungsten carbide (WC) adalah senyawa yang terdiri dari tungsten dan atom karbon yang disusun dalam struktur kisi heksagonal. Properti utama meliputi:
- Kekerasan ekstrem (kedua setelah berlian)
- Titik leleh tinggi (2.870 ° C/5.200 ° F)
- Kekuatan tekan melebihi 6.000 MPa
- kepadatan 15,6 g/cm³ (30% lebih padat dari baja)
Karakteristik ini membuatnya ideal untuk aplikasi yang membutuhkan resistensi keausan dalam kondisi ekstrem, dari latihan pertambangan hingga alat bedah presisi.
Memahami Kekerasan dan Tes Brinell
Ilmu kekerasan material
Kekerasan mengukur ketahanan material terhadap deformasi plastik terlokalisasi. Untuk tungsten carbide, properti ini sangat penting dalam aplikasi yang melibatkan:
- Pakaian abrasif
- Kontak bertekanan tinggi
- Beban Dampak Berulang
Metodologi Pengujian Kekerasan Brinell
Dikembangkan pada tahun 1900 oleh Johan August Brinell, tes ini menggunakan bola tungsten karbida 10 mm di bawah beban hingga 3.000 kgf. Proses standar melibatkan:
1. Persiapan Permukaan: Memastikan area tes datar dan bersih
2. Indentasi: Mempertahankan beban selama 10-30 detik
3. Pengukuran: Menggunakan mikroskop optik untuk menentukan diameter indentasi
Standar Konfigurasi Tes
| Jenis Bahan |
Diameter Bola |
beban |
Durasi |
| Logam lunak |
10 mm |
500 kgf |
30 detik |
| Paduan baja |
10 mm |
3.000 kgf |
15 s |
| Tungsten Carbide |
10 mm |
3.000 kgf |
30 detik |
Kekerasan Brinell dari Tungsten Carbide: Angka
Kisaran kekerasan
Tungsten carbide memamerkan nilai kekerasan Brinell antara 700-2.400 HBW, tergantung pada komposisi:
| kelas Kekerasan |
Konten binder |
ukuran butir |
(HBW) |
| Biji-bijian ultra-halus |
3-6% co |
0,2-0,5 μm |
1.800-2.400 |
| Butiran sedang |
6-10% co |
0.8-1.4 μm |
1.400-1.800 |
| Butir kasar |
10-15% co |
2.0-4.0 μm |
900-1.400 |
Analisis Komparatif
| Bahan |
Brinell Kekerasan |
Relatif Resistensi Abrasi |
| Aluminium |
15-120 HBW |
1 × |
| Baja pahat |
550-650 HBW |
5 × |
| Tungsten Carbide |
1.600 HBW |
100 × |
| Berlian |
Tidak dapat diuji |
1.000 × |
Faktor yang mempengaruhi kekerasan
Pengaruh mikrostruktur
1. Komposisi Fase Pengikat
- Pengikat kobalt meningkatkan ketangguhan tetapi mengurangi kekerasan
- Pengikat nikel menawarkan resistensi korosi yang lebih baik
2. Distribusi Ukuran Butir
- Nanocrystalline WC (200 nm) mencapai 2.800 HV
- Butir submikron (0,5 μm) Keseimbangan Kekerasan/Ketangguhan
3. Teknik manufaktur
- Hot isostatic pressing (HIP) mengurangi porositas
- Spark Sintering Plasma Meningkatkan Kepadatan
Aplikasi Industri Lanjutan
Penggunaan canggih
1. Eksplorasi ruang angkasa
- Liner nozzle roket menahan 3.300 ° C gas buang
- Bantalan giroskop satelit dengan rentang hidup 20 tahun
2. Teknologi Medis
- Bur gigi berputar pada 400.000 rpm
- Perisai radiasi dalam sistem terapi proton
3. Sektor energi
- Sisipan bor fracking bertahan dari tekanan 10.000 psi
- Pelapis batang kontrol reaktor nuklir
Analisis Lingkungan dan Ekonomi
Pertimbangan siklus hidup
-Energi produksi: 25-35 kWh/kg vs 8-10 kWh/kg untuk baja
- Efisiensi Daur Ulang: Pemulihan WC 95% melalui proses seng
- Rincian biaya:
- Bahan baku: 45%
- Manufaktur: 35%
- Kontrol Kualitas: 20%
Inisiatif keberlanjutan
- Alternatif pengikat untuk kobalt (komposit Fe/Ni/CR)
- Limbah bahan pereduksi manufaktur aditif sebesar 70%
Kesimpulan
Dengan nilai kekerasan Brinell mencapai 2.400 HBW, Tungsten carbide tetap tak tertandingi untuk aplikasi keausan ekstrem. Teknik manufaktur canggih terus mendorong batas kinerjanya sambil mengatasi masalah lingkungan melalui peningkatan daur ulang dan pengikat alternatif. Karena industri menuntut daya tahan yang lebih tinggi, sifat unik Tungsten Carbide memastikan peran penting yang berkelanjutan dalam kemajuan teknologi.
FAQ: Kekerasan Brinell dari Tungsten Carbide
1. Mengapa menggunakan Brinell, bukan Rockwell untuk pengujian WC?
Indenter Brinell yang lebih besar dengan lebih baik mengakomodasi struktur heterogen WC, memberikan nilai kekerasan yang lebih representatif.
2. Bagaimana suhu mempengaruhi kekerasan WC?
Kekerasan berkurang sebesar 15% pada 800 ° C tetapi tetap lebih unggul dari sebagian besar logam.
3. Bisakah Brinell kekerasan memprediksi resistensi keausan?
Sementara berkorelasi, kinerja keausan yang sebenarnya membutuhkan pengujian tribologis tambahan.
4. Apa kekerasan sisipan pemotongan karbida?
Sisipan yang dapat diindeks biasanya berkisar 1.500-1.900 HBW tergantung pada lapisan.
5. Bagaimana kekerasan HV dibandingkan dengan HB untuk WC?
Nilai Vickers Hardness (HV) biasanya 1,1-1,3 × lebih tinggi dari Brinell.
Kutipan:
[1] https://en.wikipedia.org/wiki/tungsten_carbide
[2] https://www.allied-siaterial.co.jp/en/techinfo/tungsten_carbide/features.html
[3] https://www.engineersedge.com/hardness_conversion.htm
[4] https://www.linde-amt.com/resource-library/articles/tungsten-carbide
[5] https://www.sinowon.com/when-to-use-brinell-hardness-test.html
[6] https://www.emcotest.com/en/hardness-nowledge/overview-of-hardness-testing-methods/brinell-hardness-test
[7] https://www.zhongbocarbide.com/how-hard-is-tungsten-carbide-hrc.html
[8] https://www.yatechmaterials.com/en/technology/hardness-of-tungsten-carbide/
[9] https://outils.it/en/tungsten-carbide/
[10] https://www.zwickroell.com/industries/metals/metals-standards/brinell-test-iso-6506/
[11] https://en.wikipedia.org/wiki/brinell_hardness_test
[12] https://shop.machinemfg.com/the-pros-dons-of-tungsten-carbide-a-comprehensive-guide/
[13] https://foundrax.co.uk/the-rinell-hardness-tester-explained/
[14] https://www.mitsubishicarbide.net/contents/mmus/enus/html/product/technical_information/information/hardness.html
[15] http://www.tungsten-carbide.com.cn/tungsten-carbide-hardness-conversion-table.html
[16] https://www.struers.com/en/knowledge/hardness-testing/brinell
[17] http://www.tungsten-carbide.com.cn
[18] https://www.azom.com/article.aspx?articleid=9119
[19] https://konecarbide.com/tungsten-vs-tungsten-carbide-differences-explained/
[20] https://www.bostoncenterless.com/wp-content/uploads/2017/07/hardness-conversion-chart.pdf
[21] http://www.chinatungsten.com/tungsten-carbide/properties-of-tungsten-carbide.html
[22] https://shop.mitutoyo.eu/web/mitutoyo/en/mitutoyo/hardness_indenters_and_replacement_balls/replacement%20ball%20for%20brinell%2 0test,%205,0mm,%20Tungsten%20Carbide/$ CATALOG/MITUTOYODATA/PR/19BAA162/INDEX.XHTML; JSESSIONID = 86759E3C18E5F7C382DF201FDC59B950
[23] https://www.retopz.com/hardness-n
[24] https://fostermat.com/hardness-conversion/
[25] http://www.kovametalli-in.com/properties.html
[26] https://www.retopz.com/57-frequently-asked-questions-faqs-about-tungsten-carbide/
[27] https://www.carbide-products.com/blog/hardness-testing-of-carbide/
[28] https://www.sanfoundry.com/testing-siaterials-questions-answers-rinell-hardness-test/
[29] https://www.allied-siaterial.co.jp/en/techinfo/tungsten_carbide/features.html
[30] https://www.sciencedirect.com/topics/engineering/brinell-hardness-testing
[31] https://www.paulo.com/resources/hardness-testing-methods-rockwell-rinell-microhardness/
[32] http://hardmetal-engineering.blogspot.com/2011/
[33] https://foundrax.co.uk/all-about-brinell-hardness-testing/
[34] https://www.metalsupermarkets.com/metal-hardness-testing-methods-scales/
[35] https://www.hit-tw.com/newsdetails.aspx?nid=298
[36] https://www.sciencedirect.com/topics/engineering/brinell-hardness
[37] https://www.kemalmfg.com/cnc-machining/hardness-conversion-chart/
