Meniu de conținut
● Introducere în carbură de tungsten și tungsten
>> Ce este tungstenul?
>> Ce este carbura de tungsten?
● Compoziție și structură
● Proprietăți fizice și mecanice
>> Duritate
>> Densitate
>> Punct de topire
>> Conductivitate termică și electrică
>> Duritate și fragilitate
● Procese de fabricație
>> Producție de tungsten
>> Producție de carbură de tungsten
● Aplicații
>> Utilizări de tungsten
>> Utilizează carbura de tungsten
● Compararea costurilor
● Considerații de mediu și de siguranță
● Rezumat Tabel: Tungsten vs Tungsten Carbură
● Concluzie
● Întrebări frecvente (întrebări frecvente)
>> 1. Care este principala diferență între tungsten și carbură de tungsten?
>> 2. Poate fi utilizat carbura de tungsten pentru aplicații electrice precum tungstenul?
>> 3. De ce carbura de tungsten este atât de mult mai greu decât tungstenul?
>> 4. Este carbura de tungsten mai scumpă decât tungstenul?
>> 5. Tungstenul și carbura de tungsten sunt sigure de manevrat?
● Citări:
Tungsten și Carbura de tungsten sunt două materiale menționate adesea împreună datorită numelor conexe și a elementului partajat, Tungsten. Cu toate acestea, acestea diferă semnificativ în ceea ce privește compoziția, proprietățile fizice, duritatea, aplicațiile și costurile. Acest articol explorează aceste diferențe în profunzime, oferind o înțelegere cuprinzătoare a caracteristicilor și utilizărilor unice ale fiecărui material.
Introducere în carbură de tungsten și tungsten
Ce este tungstenul?
Tungstenul (simbolul chimic W, numărul atomic 74) este un element metalic pur cunoscut pentru densitatea sa excepțională, duritatea și cel mai înalt punct de topire al tuturor metalelor la 3.422 ° C (6.192 ° F). Este un metal alb cenușiu, cu o conductivitate termică și electrică excelentă și este foarte rezistent la coroziune și uzură. Tungstenul se găsește în mod natural în minerale precum Wolframite și Scheelite și este extras prin procese de rafinare complexe.
Ce este carbura de tungsten?
Carbura de tungsten (formula chimică WC) este un compus chimic format prin combinarea atomilor de tungsten și carbon într -un raport aproximativ 1: 1. Este un compozit ceramic-metal (cermet) adesea amestecat cu un liant metalic precum cobaltul pentru a spori duritatea. Carbura de tungsten este renumită pentru duritatea extremă, clasându -se pe 9 la 9,5 pe scara Mohs, al doilea doar la Diamond. Este sintetizat printr -un proces de metalurgie pulbere și este utilizat pe scară largă în aplicațiile industriale care necesită rezistență la uzură.
Compoziție și structură
| materialului |
compoziției |
structura |
| Tungsten |
Element pur (w) |
Metal cubic centrat pe corp (BCC) |
| Carbură de tungsten |
Compus de tungsten și carbon (WC), adesea cu liant de cobalt |
Compozit cu cristal hexagonal din metal |
Tungstenul este un metal cu un singur element, în timp ce carbura de tungsten este un compus care include atomii de carbon legați cu tungsten, formând o structură foarte dură. Adăugarea de carbon și lianți precum cobalt oferă carburii de tungsten proprietățile sale unice, distincte de tungstenul pur.
Proprietăți fizice și mecanice
Duritate
- Tungsten: metal dur cu o duritate Mohs de aproximativ 7,5 până la 8, similar cu oțelul întărit.
- Carbură de tungsten: extrem de greu, cu o duritate Mohs de la 9 la 9,5, rivalând diamant.
Această diferență de duritate înseamnă că carbura de tungsten poate tăia sau purta multe alte materiale, inclusiv tungstenul în sine, ceea ce îl face ideal pentru tăierea uneltelor și abrazivilor.
Densitate
- Tungsten: metal foarte dens, densitate de aproximativ 19,3 g/cm⊃3 ;, mai greu decât plumbul și fierul.
- Carbură de tungsten: puțin mai puțin densă decât tungstenul, în jur de 15,6 până la 15,7 g/cm³, dar încă mult mai greu decât oțelul.
Densitatea ridicată a ambelor materiale contribuie la utilizarea lor în aplicațiile care necesită masă într-un volum mic, cum ar fi contraponderele și proiectilele de piercare a armurilor.
Punct de topire
- Tungsten: cel mai mare punct de topire al oricărui metal la 3.422 ° C (6.192 ° F).
- Carbură de tungsten: punct de topire ridicat de aproximativ 2.870 ° C (5.198 ° F), mai mic decât tungstenul, dar încă foarte mare.
Diferența punctului de topire reflectă legătura lor atomică diferită. Obligațiile metalice ale Tungstenului necesită mai multă energie pentru a rupe decât legăturile covalente din carbura de tungsten.
Conductivitate termică și electrică
- Tungsten: conductivitate termică excelentă (~ 173 W/M · K) și o bună conductivitate electrică.
- Carbură de tungsten: o conductivitate termică bună (aproximativ 110 W/M · K), dar o conductivitate electrică mai mică în comparație cu tungstenul.
Conductivitatea electrică superioară a Tungstenului o face valoroasă în contactele și filamentele electrice, în timp ce conductivitatea mai mică a carburii de tungsten își limitează utilizarea în aplicații electrice.
Duritate și fragilitate
- Tungsten: o rezistență de impact mai ductă și mai puțin fragilă, mai bună.
- Carbură de tungsten: Foarte greu, dar fragil, predispus la ciorba sau fracturarea sub un impact greu.
Această fragilitate necesită ca instrumentele de carbură de tungsten să fie utilizate cu atenție, adesea cu suport sau în forme compuse pentru a preveni ruperea.
Procese de fabricație
Producție de tungsten
Tungstenul este extras din minereuri precum Wolframite și Scheelite printr -o serie de procese chimice care implică prăjire, scurgere și reducere. Pulberea de tungsten purificată este apoi consolidată prin sinterizare sau topită și turnată în forme. Datorită punctului său de topire ridicat, tungstenul este adesea procesat prin metalurgie pulbere, mai degrabă decât prin topire.
Producție de carbură de tungsten
Carbura de tungsten este produsă prin combinarea pulberii de tungsten cu negru de carbon și încălzirea amestecului într -o atmosferă de hidrogen la 1.400–1.600 ° C. Acest proces, numit carburizare, formează compusul WC. Pulberea este apoi amestecată cu un liant de cobalt și sinterizată sub presiune și temperatură ridicată pentru a produce părți dense și dure.
Aplicații
Utilizări de tungsten
- Filamente electrice: punctul de topire ridicat al Tungstenului și conductivitatea electrică o fac ideală pentru filamentele cu becuri incandescente și elemente de încălzire.
- Aliaje: adăugate la oțel și alte metale pentru a îmbunătăți duritatea și rezistența la căldură în uneltele de tăiere și componentele aerospațiale.
-Scutire de radiații: utilizat în ecranarea radiografiei medicale și industriale datorită densității și non-toxicității sale în comparație cu plumbul.
- Greutăți și contrabalansuri: utilizate în aplicațiile care necesită greutăți dens și compacte, cum ar fi în mașini de curse, aeronave și balast.
Utilizează carbura de tungsten
- Instrumente de tăiere: utilizate pe scară largă în bucăți de foraj, tăieturi de frezare și lame de ferăstrău pentru prelucrarea metalelor, exploatarea și construcția din cauza rezistenței extreme și a rezistenței la uzură.
- Piese rezistente la uzură: componente precum duze, rulmenți și plăci de uzură în utilaje industriale.
- Bijuterii: utilizate în inele și ceasuri pentru rezistență la zgârieturi și durabilitate.
- Aplicații militare: muniție și penetrări care se întinde pe armuri din cauza durității și densității.
- Instrumente chirurgicale: instrumente de tăiere a preciziei și scalpele.
Compararea costurilor
Metalul de tungsten este, în general, mai puțin costisitor decât carbura de tungsten, în primul rând pentru că carbura de tungsten necesită etape de procesare suplimentare și lianți de cobalt. Prețul carburii de tungsten fluctuează cu prețurile de cobalt și cererea de instrumente industriale. În ciuda costurilor mai mari, duritatea superioară și rezistența la uzură a Carbidei Tungsten justifică utilizarea sa în aplicații solicitante.
Considerații de mediu și de siguranță
- Tungsten: în general considerat sigur și non-toxic, deși praful de tungsten poate fi periculos dacă este inhalat în cantități mari.
- Carbură de tungsten: Lianții de cobalt utilizați în carbura de tungsten pot provoca reacții alergice sau probleme de sănătate dacă sunt gestionate în mod necorespunzător. Protocoalele de siguranță adecvate sunt esențiale în timpul fabricării și prelucrării.
Rezumat Tabel: Tungsten vs Tungsten Carbide
| Proprietate |
Tungsten |
Tungsten Carbură |
| Compoziţie |
Metal pur (W) |
Compus (WC) + liant de cobalt |
| Duritate (mohs) |
7.5 - 8 |
9 - 9.5 |
| Densitate (g/cm³) |
19.3 |
15.6 - 15.7 |
| Punct de topire (° C) |
3.422 |
~ 2.870 |
| Conductivitate electrică |
Ridicat |
Moderat până la scăzut |
| Duritate |
Înalt (ductil) |
Scăzut (fragil) |
| Utilizări tipice |
Filamente, aliaje, greutăți |
Unelte de tăiere, piese de uzură, bijuterii |
| Cost |
Mai jos |
Superior |
Concluzie
În concluzie, carbura de tungsten și tungsten, în timp ce sunt legate de elementul Tungsten, servesc scopuri foarte diferite, datorită proprietăților lor fizice și chimice distincte. Tungstenul este un metal ductil dens, cu cel mai înalt punct de topire al tuturor metalelor, ceea ce îl face ideal pentru aplicații electrice la temperatură ridicată și electrică. Pe de altă parte, carbura de tungsten este un compus cunoscut pentru duritatea sa excepțională și rezistența la uzură, ceea ce îl face indispensabil în unelte de tăiere și utilaje industriale.
Alegerea dintre tungsten și carbură de tungsten depinde de cerințele specifice de duritate, duritate, stabilitate termică și costuri. Înțelegerea acestor diferențe permite inginerilor, producătorilor și consumatorilor să selecteze materialul potrivit pentru nevoile lor, optimizând performanța și durabilitatea.
Întrebări frecvente (întrebări frecvente)
1. Care este principala diferență între tungsten și carbură de tungsten?
Principala diferență este că tungstenul este un element metalic pur, în timp ce carbura de tungsten este un compus format din tungsten și atomi de carbon, adesea amestecat cu cobalt. Carbura de tungsten este mult mai grea și mai rezistentă la uzură, dar și mai fragilă decât tungstenul.
2. Poate fi utilizat carbura de tungsten pentru aplicații electrice precum tungstenul?
Nu, carbura de tungsten are o conductivitate electrică mai mică în comparație cu tungstenul pur și, în general, nu este utilizat în aplicațiile electrice. Conductivitatea excelentă a Tungstenului o face potrivită pentru filamente și contacte.
3. De ce carbura de tungsten este atât de mult mai greu decât tungstenul?
Duritatea carburii de tungsten provine din structura sa de cristal de tip ceramică formată din legături covalente puternice între tungsten și atomi de carbon, în timp ce legăturile metalice ale Tungstenului sunt mai puțin rigide, ceea ce o face mai moale.
4. Este carbura de tungsten mai scumpă decât tungstenul?
Da, carbura de tungsten este, în general, mai scumpă datorită procesului său complex de fabricație și a adăugării de lianți de cobalt. Cu toate acestea, duritatea și durabilitatea sa superioare justifică costurile în multe aplicații industriale.
5. Tungstenul și carbura de tungsten sunt sigure de manevrat?
Tungstenul este în general sigur, dar praful de tungsten poate fi dăunător dacă este inhalat. Carbura de tungsten conține cobalt, care poate provoca reacții alergice sau probleme de sănătate, dacă nu este gestionat corect. Precauțiile de siguranță sunt necesare în timpul fabricării și prelucrării.
Citări:
[1] https://konecarbide.com/tungsten-vs-tungsten-carbide-differens-explained/
[2] https://www.linkedin.com/pulse/tungsten-vs-carbide-whats-fifference-haijun-liu
[3] https://en.wikipedia.org/wiki/tungsten_carbide
[4] https://mirror-policish.com/en/material_knowledge/tungsten/
[5] https://carbideprocesss.com/pages/carbide-parts/tungsten-carbide-properties.html
[6] https://www.istockphoto.com/photos/tungsten-metal
[7] https://create.vista.com/photos/tungsten-carbide/
[8] https://www.mdpi.com/2075-4701/11/12/2035
[9] https://en.wikipedia.org/wiki/tungsten
[10] https://cncpartsxtj.com/cnc-materials/difference-tungsten-and-tungsten-carbide/
]
[12] https://www.tungstensupply.com/faq.html
[13] https://cowseal.com/tungsten-vs-tungsten-carbide/
[14] https://shop.machinemfg.com/tungsten-vs-tungsten-carbide-key-differences/
[15] https://www.istockphoto.com/photos/tungsten-image
[16] https://www.thermalspray.com/questions-tungsten-carbide/
[17] https://www.linde-amt.com/resource-library/articles/tungsten-carbide
[18] https://www.xometry.com/resources/materials/tungsten-metal/
[19] https://www.gettyimages.com/photos/tungsten-metal
[20] https://periodicty.com/elements/074/pictures.html
]
[22] https://www.tungstenworld.com/pages/tungsten-vs-thungsten-carbide
[23] https://www.vanswedenjewelers.com/blogs/education-ideas/tungsten-vs-tungsten-carbide-wedding-bands
[24] https://www.linde-amt.com/resource-library/articles/tungsten-carbide
[25] https://en.wikipedia.org/wiki/tungsten
[26] https://www.refractorymetal.org/tungsten-carbide-uses-properties.html
[27] https://www.iqsdirectory.com/articles/tungsten/tungsten-metal.html
[28] https://stock.adobe.com/search?k=tungsten
[29] https://www.shutterstock.com/search/tungsten
[30] https://www.gettyimages.hk/%E5%9C%96%E7%89%87/tungsten-carbide?page=2
[31] https://www.linkedin.com/pulse/tungsten-vs-carbide-whats-fifference-haijun-liu
[32] https://www.diva-portal.org/smash/get/diva2:1237216/fulltext01.pdf
[33] https://www.istockphoto.com/photos/tungsten-carbide-hrill-bits
[34] https://cowseal.com/tungsten-vs-tungsten-carbide/
[35] https://www.istockphoto.com/photos/tungsten-carbide
[36] https://www.aemmetal.com/news/tungsten-vs-tungsten-carbide-guide.html
[37] https://www.ember.com/blogs/news/what-does-tungsten-vs-tungsten-carbide-really-len-in
[38] https://www.tungco.com/insights/blog/frequense-asked-questions-used-tungsten-carbide-inserts/
[39] https://eternaltools.com/blogs/tutorials/tungsten-carbide-an-informative-guide
[44
