เมนูเนื้อหา
รู้เบื้องต้นเกี่ยวกับทังสเตนคาร์ไบด์
ทำความเข้าใจกับความแข็งและการทดสอบ Brinell
- ศาสตร์แห่งความแข็งของวัสดุ
- วิธีการทดสอบความแข็งของ Brinell
- มาตรฐานการกำหนดค่าการกำหนดค่า
Brinell Hardness of Tungsten Carbide: ตัวเลข
- ช่วงความแข็ง
- การวิเคราะห์เปรียบเทียบ
ปัจจัยที่มีผลต่อความแข็ง
- อิทธิพลของโครงสร้างจุลภาค
แอปพลิเคชันอุตสาหกรรมขั้นสูง
- การใช้งานที่ทันสมัย
การวิเคราะห์สิ่งแวดล้อมและเศรษฐกิจ
- การพิจารณาวงจรชีวิต
- โครงการความยั่งยืน
บทสรุป
คำถามที่พบบ่อย: Brinell Hardness of Tungsten Carbide
- 1. ทำไมต้องใช้ Brinell แทน Rockwell สำหรับการทดสอบ WC?
- 2. อุณหภูมิมีผลต่อความแข็งของ WC อย่างไร?
- 3. ความแข็งของ Brinell สามารถทำนายความต้านทานการสึกหรอได้หรือไม่?
- 4. ความแข็งของการตัดคาร์ไบด์คืออะไร?
- 5. HV HARDNESS เปรียบเทียบกับ HB สำหรับ WC ได้อย่างไร?
การอ้างอิง:
ทังสเตนคาร์ไบด์ยืนเป็นหนึ่งในวัสดุทางวิศวกรรมที่น่าทึ่งที่สุดซึ่งได้รับรางวัลสำหรับความแข็งความทนทานและความต้านทานต่อการสึกหรอ ในบทความที่ครอบคลุมนี้เราสำรวจความแข็งของ Brinell ทังสเตนคาร์ไบด์ เจาะลึกวิทยาศาสตร์ที่อยู่เบื้องหลังการทดสอบความแข็งและตรวจสอบว่าทำไมคุณสมบัตินี้จึงมีความสำคัญในการใช้งานอุตสาหกรรม ระหว่างทางเราจะแสดงแนวคิดหลักด้วยไดอะแกรมและรูปภาพเพื่อความชัดเจนและการมีส่วนร่วม
รู้เบื้องต้นเกี่ยวกับทังสเตนคาร์ไบด์
ทังสเตนคาร์ไบด์ (WC) เป็นสารประกอบที่ประกอบด้วยทังสเตนและอะตอมคาร์บอนจัดเรียงในโครงสร้างตาข่ายหกเหลี่ยม คุณสมบัติที่สำคัญ ได้แก่ :
- ความแข็งสุดขีด (รองจากไดมอนด์เท่านั้น)
- จุดหลอมเหลวสูง (2,870 ° C/5,200 ° F)
- กำลังรับแรงอัดเกิน 6,000 MPa
- ความหนาแน่น 15.6 g/cm³ (หนาแน่นกว่าเหล็ก 30%)
ลักษณะเหล่านี้ทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานที่ต้องการความต้านทานการสึกหรอภายใต้เงื่อนไขที่รุนแรงตั้งแต่การฝึกซ้อมการขุดไปจนถึงเครื่องมือผ่าตัดที่แม่นยำ
ทำความเข้าใจกับความแข็งและการทดสอบ Brinell
ศาสตร์แห่งความแข็งของวัสดุ
ความแข็งวัดความต้านทานของวัสดุต่อการเสียรูปพลาสติกที่มีการแปล สำหรับทังสเตนคาร์ไบด์คุณสมบัตินี้มีความสำคัญในการใช้งานที่เกี่ยวข้อง:
- การสึกหรอ
- หน้าสัมผัสแรงดันสูง
- แรงกระแทกซ้ำ ๆ
วิธีการทดสอบความแข็งของ Brinell
พัฒนาขึ้นในปี 1900 โดย Johan August Brinell การทดสอบนี้ใช้ลูกบอลทังสเตนคาร์ไบด์ขนาด 10 มม. ภายใต้โหลดสูงถึง 3,000 kgf กระบวนการมาตรฐานเกี่ยวข้องกับ:
1. การเตรียมพื้นผิว: มั่นใจได้ว่าพื้นที่ทดสอบจะแบนและสะอาด
2. การเยื้อง: การบำรุงรักษาภาระเป็นเวลา 10-30 วินาที
3. การวัด: การใช้กล้องจุลทรรศน์แบบออปติคัลเพื่อกำหนดเส้นผ่านศูนย์กลางการเยื้อง
มาตรฐานการทดสอบการกำหนดค่า
| วัสดุประเภท |
เส้นผ่าศูนย์กลางของลูกบอล |
ของการโหลด |
เส้นผ่าศูนย์กลาง |
| โลหะอ่อน |
10 มม. |
500 kgf |
30 S |
| โลหะผสมเหล็กกล้า |
10 มม. |
3,000 kgf |
15 S |
| ทังสเตนคาร์ไบด์ |
10 มม. |
3,000 kgf |
30 S |
Brinell Hardness of Tungsten Carbide: ตัวเลข
ช่วงความแข็ง
ทังสเตนคาร์ไบด์จัดแสดงค่าความแข็งของ Brinell ระหว่าง 700-2,400 HBW ขึ้นอยู่กับองค์ประกอบ: ความแข็ง
| เกรด |
เกาะ |
ขนาดของสารยึด |
(HBW) |
| เมล็ดพืชที่มีขนาดใหญ่เป็นพิเศษ |
3-6% CO |
0.2-0.5 μm |
1,800-2,400 |
| ข้าวกลาง |
6-10% CO |
0.8-1.4 μm |
1,400-1,800 |
| เมล็ดหยาบ |
10-15% CO |
2.0-4.0 μm |
900-1,400 |
การวิเคราะห์เปรียบเทียบ
| วัสดุ |
Brinell Hardness |
ความต้านทานต่อการเสียดสีสัมพัทธ์ |
| อลูมิเนียม |
15-120 HBW |
1 × |
| เหล็กเครื่องมือ |
550-650 HBW |
5 × |
| ทังสเตนคาร์ไบด์ |
1,600 HBW |
100 × |
| เพชร |
ไม่สามารถทดสอบได้ |
1,000 × |
ปัจจัยที่มีผลต่อความแข็ง
อิทธิพลของโครงสร้างจุลภาค
1. องค์ประกอบเฟสของสารยึดเกาะ
- Cobalt Binder เพิ่มความเหนียว แต่ลดความแข็ง
- สารยึดเกาะนิกเกิลให้ความต้านทานการกัดกร่อนที่ดีขึ้น
2. การกระจายขนาดของเม็ด
- Nanocrystalline WC (200 nm) ประสบความสำเร็จ 2,800 HV
- ธัญพืช submicron (0.5 μm) สมดุลความแข็ง/ความเหนียว
3. เทคนิคการผลิต
- การกด isostatic ร้อน (สะโพก) ช่วยลดความพรุน
- การเผาพลาสม่าพลาสม่าช่วยเพิ่มความหนาแน่น
แอปพลิเคชันอุตสาหกรรมขั้นสูง
การใช้งานที่ทันสมัย
1. การสำรวจอวกาศ
- liners หัวฉีดจรวดทนต่อก๊าซไอเสีย 3,300 ° C 3,300 ° C
- ตลับลูกปืนไจโรสโคปดาวเทียมที่มีอายุการใช้งาน 20 ปี
2. เทคโนโลยีทางการแพทย์
- Burs Dental หมุนที่ 400,000 รอบต่อนาที
- การป้องกันรังสีในระบบการรักษาด้วยโปรตอน
3. ภาคพลังงาน
- เม็ดมีดสว่าน fracking รอดชีวิตจากแรงกดดัน 10,000 psi
- การเคลือบก้านควบคุมเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์
การวิเคราะห์สิ่งแวดล้อมและเศรษฐกิจ
การพิจารณาวงจรชีวิต
-พลังงานการผลิต: 25-35 kWh/kg เทียบกับ 8-10 kWh/kg สำหรับเหล็ก
- ประสิทธิภาพการรีไซเคิล: การกู้คืน 95% wc ผ่านกระบวนการสังกะสี
- การแบ่งต้นทุน:
- วัตถุดิบ: 45%
- การผลิต: 35%
- การควบคุมคุณภาพ: 20%
โครงการความยั่งยืน
- ทางเลือก Binder to Cobalt (Composites Fe/Ni/Cr)
- การผลิตสารเติมแต่งลดของเสียจากวัสดุ 70%
บทสรุป
ด้วยค่าความแข็งของ Brinell ถึง 2,400 HBW ทังสเตนคาร์ไบด์ยังคงไม่มีใครเทียบได้สำหรับแอปพลิเคชันการสึกหรอที่รุนแรง เทคนิคการผลิตขั้นสูงยังคงผลักดันข้อ จำกัด ด้านประสิทธิภาพในขณะที่จัดการกับความกังวลด้านสิ่งแวดล้อมผ่านการรีไซเคิลการรีไซเคิลและสารยึดเกาะทางเลือกที่ดีขึ้น ในฐานะที่เป็นอุตสาหกรรมที่ต้องการความทนทานสูงขึ้นเรื่อย ๆ คุณสมบัติที่เป็นเอกลักษณ์ของทังสเตนคาร์ไบด์ทำให้มั่นใจได้ว่ามีบทบาทสำคัญอย่างต่อเนื่องในความก้าวหน้าทางเทคโนโลยี
คำถามที่พบบ่อย: Brinell Hardness of Tungsten Carbide
1. ทำไมต้องใช้ Brinell แทน Rockwell สำหรับการทดสอบ WC?
Indenter ที่มีขนาดใหญ่กว่าของ Brinell รองรับโครงสร้างที่แตกต่างกันของ WC ซึ่งให้ค่าความแข็งของตัวแทนมากขึ้น
2. อุณหภูมิมีผลต่อความแข็งของ WC อย่างไร?
ความแข็งลดลง 15% ที่ 800 ° C แต่ยังคงเหนือกว่าโลหะส่วนใหญ่
3. ความแข็งของ Brinell สามารถทำนายความต้านทานการสึกหรอได้หรือไม่?
ในขณะที่มีความสัมพันธ์กันประสิทธิภาพการสึกหรอที่เกิดขึ้นจริงต้องมีการทดสอบ tribological เพิ่มเติม
4. ความแข็งของการตัดคาร์ไบด์คืออะไร?
โดยทั่วไปแล้วเม็ดมีดที่สามารถดัชนีจะอยู่ในช่วง 1,500-1,900 HBW ขึ้นอยู่กับการเคลือบ
5. HV HARDNESS เปรียบเทียบกับ HB สำหรับ WC ได้อย่างไร?
ค่า Vickers Hardness (HV) มักจะสูงกว่า Brinell 1.1-1.3 ×
การอ้างอิง:
[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-knowledge/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/nknowledge/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,%205,0 มม.,%20tungsten%20carbide/$ catalog/mitutoyodata/pr/19baa162/index.xhtml; jsessionid = 86759e3c18e5f7c382df201fdc59b950
[23] https://www.retopz.com/hardness-in-the-tungsten-carbide-industry-a-comprehensive-definition/
[24] https://fostermation.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-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-meting-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/
