Menu Kandungan
● Pengenalan Karbida Tungsten
● Memahami kekerasan dan ujian Brinell
>> Sains kekerasan material
>> Metodologi ujian kekerasan Brinell
>>> Standard Konfigurasi Ujian
● Brinell Kekerasan Tungsten Carbide: Nombor
>> Julat kekerasan
>> Analisis perbandingan
● Faktor -faktor yang mempengaruhi kekerasan
>> Pengaruh mikrostruktur
● Aplikasi Perindustrian Lanjutan
>> Kegunaan canggih
● Analisis Alam Sekitar dan Ekonomi
>> Pertimbangan kitaran hayat
>> Inisiatif kemampanan
● Kesimpulan
● Soalan Lazim: Kekerasan Brinell dari Tungsten Carbide
>> 1. Mengapa menggunakan Brinell dan bukannya Rockwell untuk ujian WC?
>> 2. Bagaimana suhu menjejaskan kekerasan WC?
>> 3. Bolehkah kekerasan Brinell meramalkan rintangan memakai?
>> 4. Apakah kekerasan sisipan pemotongan karbida?
>> 5. Bagaimana kekerasan HV dibandingkan dengan HB untuk WC?
● Petikan:
Tungsten Carbide berdiri sebagai salah satu bahan kejuruteraan yang paling luar biasa, dihargai untuk kekerasan, ketahanan, dan perlawanan yang luar biasa untuk dipakai. Dalam artikel yang komprehensif ini, kami meneroka kekerasan Brinell Tungsten Carbide , menyelidiki sains di sebalik ujian kekerasan, dan periksa mengapa harta ini sangat penting dalam aplikasi perindustrian. Di sepanjang jalan, kami akan menggambarkan konsep utama dengan gambar rajah dan imej untuk kejelasan dan penglibatan.
Pengenalan Karbida Tungsten
Tungsten Carbide (WC) adalah sebatian yang terdiri daripada tungsten dan atom karbon yang diatur dalam struktur kisi heksagon. Ciri -ciri utama termasuk:
- kekerasan yang melampau (kedua hanya untuk berlian)
- Titik lebur yang tinggi (2,870 ° C/5,200 ° F)
- Kekuatan mampatan melebihi 6,000 MPa
- ketumpatan 15.6 g/cm³ (30% lebih padat daripada keluli)
Ciri -ciri ini menjadikannya sesuai untuk aplikasi yang memerlukan rintangan haus di bawah keadaan yang melampau, dari latihan perlombongan ke alat pembedahan ketepatan.
Memahami kekerasan dan ujian Brinell
Sains kekerasan material
Kekerasan mengukur ketahanan bahan terhadap ubah bentuk plastik setempat. Bagi Tungsten Carbide, harta ini penting dalam aplikasi yang melibatkan:
- Pakaian kasar
- Hubungan tekanan tinggi
- Beban kesan berulang
Metodologi ujian kekerasan Brinell
Dibangunkan pada tahun 1900 oleh Johan August Brinell, ujian ini menggunakan bola karbida tungsten 10 mm di bawah beban sehingga 3,000 kgf. Proses standard melibatkan:
1. Penyediaan Permukaan: Memastikan kawasan ujian rata dan bersih
2. Indentasi: Mengekalkan beban selama 10-30 saat
3. Pengukuran: Menggunakan mikroskopi optik untuk menentukan diameter lekukan
Ujian Standard Konfigurasi
| Bahan Jenis |
Bola Diameter |
Beban |
Tempoh |
| Logam lembut |
10 mm |
500 kgf |
30 s |
| Aloi keluli |
10 mm |
3,000 kgf |
15 s |
| Tungsten Carbide |
10 mm |
3,000 kgf |
30 s |
Brinell Kekerasan Tungsten Carbide: Nombor
Julat kekerasan
Tungsten Carbide mempamerkan nilai kekerasan Brinell antara 700-2,400 HBW, bergantung kepada komposisi:
| Gred |
Kandungan Kandungan |
Kandungan |
Kekerasan (HBW) |
| Bijirin ultra-halus |
3-6% co |
0.2-0.5 μm |
1,800-2,400 |
| Bijirin sederhana |
6-10% co |
0.8-1.4 μm |
1,400-1,800 |
| Bijirin kasar |
10-15% co |
2.0-4.0 μm |
900-1,400 |
analisis perbandingan
| Bahan |
kekerasan brinell |
rintangan lelasan relatif |
| Aluminium |
15-120 HBW |
1 × |
| Alat keluli |
550-650 HBW |
5 × |
| Tungsten Carbide |
1,600 HBW |
100 × |
| Berlian |
Tidak boleh diuji |
1,000 × |
Faktor -faktor yang mempengaruhi kekerasan
Pengaruh mikrostruktur
1. Komposisi fasa pengikat
- Pengikat kobalt meningkatkan ketangguhan tetapi mengurangkan kekerasan
- Pengikat nikel menawarkan rintangan kakisan yang lebih baik
2. Pengagihan saiz bijian
- Nanocrystalline WC (200 nm) Mencapai 2,800 HV
- Biji -bijian submikron (0.5 μm) kekerasan/ketangguhan
3. Teknik Pembuatan
- Tekan isostatik panas (pinggul) mengurangkan keliangan
- Sintering Plasma Spark meningkatkan ketumpatan
Aplikasi Perindustrian Lanjutan
Kegunaan canggih
1. Penjelajahan ruang
- Liner muncung roket menahan gas ekzos 3,300 ° C
- Galas gyroscope satelit dengan jangka hayat 20 tahun
2. Teknologi Perubatan
- burs gigi berputar pada 400,000 rpm
- Perlindungan radiasi dalam sistem terapi proton
3. Sektor Tenaga
- Latihan Fracking Masukkan Tekanan 10,000 Psi
- Salutan rod kawalan reaktor nuklear
Analisis Alam Sekitar dan Ekonomi
Pertimbangan kitaran hayat
-Tenaga Pengeluaran: 25-35 kWh/kg vs 8-10 kWh/kg untuk keluli
- Kecekapan Kitar Semula: Pemulihan WC 95% melalui proses zink
- Pecahan Kos:
- Bahan mentah: 45%
- Pembuatan: 35%
- Kawalan Kualiti: 20%
Inisiatif kemampanan
- Alternatif Binder ke Cobalt (Komposit Fe/Ni/CR)
- Pembuatan bahan tambahan mengurangkan sisa bahan sebanyak 70%
Kesimpulan
Dengan nilai kekerasan Brinell yang mencapai 2,400 HBW, tungsten carbide kekal tidak dapat ditandingi untuk aplikasi memakai yang melampau. Teknik pembuatan lanjutan terus mendorong had prestasinya sambil menangani kebimbangan alam sekitar melalui pengikat kitar semula dan pengikat alternatif yang lebih baik. Memandangkan industri menuntut ketahanan yang lebih tinggi, sifat unik Tungsten Carbide memastikan peranan kritikal yang berterusan dalam kemajuan teknologi.
Soalan Lazim: Kekerasan Brinell dari Tungsten Carbide
1. Mengapa menggunakan Brinell dan bukannya Rockwell untuk ujian WC?
Indenter yang lebih besar Brinell lebih baik menampung struktur heterogen WC, memberikan lebih banyak nilai kekerasan wakil.
2. Bagaimana suhu menjejaskan kekerasan WC?
Kekerasan berkurangan sebanyak 15% pada 800 ° C tetapi kekal lebih tinggi daripada kebanyakan logam.
3. Bolehkah kekerasan Brinell meramalkan rintangan memakai?
Walaupun berkorelasi, prestasi memakai sebenar memerlukan ujian tribologi tambahan.
4. Apakah kekerasan sisipan pemotongan karbida?
Sisipan yang boleh diindeks biasanya berkisar 1,500-1,900 HBW bergantung kepada salutan.
5. Bagaimana kekerasan HV dibandingkan dengan HB untuk WC?
Nilai kekerasan Vickers (HV) biasanya 1.1-1.3 × lebih tinggi daripada Brinell.
Petikan:
[1] https://en.wikipedia.org/wiki/tungsten_carbide
[2] https://www.allied-material.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-and-cons-of-tungsten-carbide-a-comprehensive-guide/
[13] https://foundrax.co.uk/the-brinell-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/nowledge/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/$ katalog/mitutoyodata/pr/19Baa162/index.xhtml; jSessionId = 86759e3c18e5f7c382df201fdc59b950
[23] https://www.retopz.com/hardness-in-the-tungsten-carbide-indury-a-comprehensive-definition/
[24] https://fostermation.com/hardness-conversion/
[25] http://www.kovametalli-in.com/properties.html
[26] https://www.retopz.com/57-frequly-asked-questions-faqs-about-tungsten-carbide/
[27] https://www.carbide-products.com/blog/hardness-testing-of-carbide/
[28] https://www.sanfoundry.com/testing-materials-questions-answers-brinell-hardness-test/
[29] https://www.allied-material.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-brinell-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/
