Menu ng nilalaman
● Panimula sa Tungsten Carbide
● Pag -unawa sa katigasan at ang pagsubok ng Brinell
>> Ang agham ng materyal na katigasan
>> Pamamaraan ng Pagsubok sa Brinell Hardness
>>> Mga Pamantayan sa Pagsasaayos ng Pagsubok
● Brinell katigasan ng tungsten carbide: ang mga numero
>> Saklaw ng katigasan
>> Paghahambing na pagsusuri
● Mga kadahilanan na nakakaapekto sa katigasan
>> Mga impluwensya ng Microstructural
● Mga advanced na pang -industriya na aplikasyon
>> Mga gamit sa pagputol
● Pagtatasa sa Kapaligiran at Pang -ekonomiya
>> Mga pagsasaalang -alang sa Lifecycle
>> Mga inisyatibo ng pagpapanatili
● Konklusyon
● FAQ: Brinell katigasan ng tungsten carbide
>> 1. Bakit gumamit ng Brinell sa halip na Rockwell para sa pagsubok sa WC?
>> 2. Paano nakakaapekto ang temperatura sa katigasan ng WC?
>> 3. Maaari bang mahulaan ng katigasan ng Brinell ang paglaban sa pagsusuot?
>> 4. Ano ang tigas ng pagsingit ng pagputol ng karbida?
>> 5. Paano ihahambing ang katigasan ng HV sa HB para sa WC?
● Mga pagsipi:
Ang Tungsten Carbide ay nakatayo bilang isa sa mga pinaka -kapansin -pansin na mga materyales sa engineering, na pinahahalagahan para sa pambihirang tigas, tibay, at paglaban sa pagsusuot. Sa komprehensibong artikulong ito, ginalugad namin ang katigasan ng Brinell ng Ang Tungsten Carbide , ay sumasalamin sa agham sa likod ng tigas na pagsubok, at suriin kung bakit napakahalaga ng pag -aari na ito sa mga pang -industriya na aplikasyon. Kasabay nito, ilalarawan namin ang mga pangunahing konsepto na may mga diagram at mga imahe para sa kalinawan at pakikipag -ugnay.
Panimula sa Tungsten Carbide
Ang Tungsten Carbide (WC) ay isang tambalan na binubuo ng mga tungsten at carbon atoms na nakaayos sa isang hexagonal na istruktura ng lattice. Ang mga pangunahing katangian ay kasama ang:
- matinding tigas (pangalawa lamang sa brilyante)
- Mataas na punto ng pagtunaw (2,870 ° C/5,200 ° F)
- Lakas ng compressive na lumampas sa 6,000 MPa
- Density ng 15.6 g/cm³ (30% mas matindi kaysa sa bakal)
Ang mga katangiang ito ay ginagawang perpekto para sa mga aplikasyon na nangangailangan ng paglaban sa pagsusuot sa ilalim ng matinding mga kondisyon, mula sa mga drills ng pagmimina hanggang sa mga tool na kirurhiko.
Pag -unawa sa katigasan at ang pagsubok ng Brinell
Ang agham ng materyal na katigasan
Sinusukat ng katigasan ang pagtutol ng isang materyal sa naisalokal na plastik na pagpapapangit. Para sa Tungsten Carbide, ang pag -aari na ito ay kritikal sa mga application na kinasasangkutan:
- nakasasakit na pagsusuot
- Makipag-ugnay sa high-pressure
- Paulit -ulit na mga naglo -load na epekto
Pamamaraan ng Pagsubok sa Brinell Hardness
Binuo noong 1900 ni Johan August Brinell, ang pagsubok na ito ay gumagamit ng isang 10 mm tungsten carbide ball sa ilalim ng naglo -load ng hanggang sa 3,000 kgf. Ang standardized na proseso ay nagsasangkot:
1. Paghahanda sa Ibabaw: Ang pagtiyak ng lugar ng pagsubok ay patag at malinis
2. Indentation: Pagpapanatili ng pag-load para sa 10-30 segundo
3. Pagsukat: Paggamit ng optical microscopy upang matukoy ang diameter ng indentation
Mga Pamantayan sa Pag -configure ng Pagsasaayos
| Materyal na uri ng |
bola ng bola |
pag -load |
ng |
| Malambot na metal |
10 mm |
500 kgf |
30 s |
| Mga haluang metal na bakal |
10 mm |
3,000 kgf |
15 s |
| Tungsten Carbide |
10 mm |
3,000 kgf |
30 s |
Brinell katigasan ng tungsten carbide: ang mga numero
Saklaw ng katigasan
Ang Tungsten Carbide ay nagpapakita ng mga halaga ng tigas na Brinell sa pagitan ng 700-2,400 HBW, depende sa komposisyon:
| grade |
binder content |
na laki ng butil |
(HBW) |
| Ultra-fine butil |
3-6% co |
0.2-0.5 μm |
1,800-2,400 |
| Katamtamang butil |
6-10% co |
0.8-1.4 μm |
1,400-1,800 |
| Magaspang na butil |
10-15% co |
2.0-4.0 μm |
900-1,400 |
Paghahambing ng Pagtatasa
| Materyal na |
Brinell Hardness |
Relative Abrasion Resistance |
| Aluminyo |
15-120 HBW |
1 × |
| Tool Steel |
550-650 HBW |
5 × |
| Tungsten Carbide |
1,600 hbw |
100 × |
| Diamond |
Hindi nasusubok |
1,000 × |
Mga kadahilanan na nakakaapekto sa katigasan
Mga impluwensya ng Microstructural
1. Komposisyon ng Phase ng Binder
- Ang binder ng kobalt ay nagdaragdag ng katigasan ngunit binabawasan ang tigas
- Nag -aalok ang mga binder ng nikel ng mas mahusay na paglaban sa kaagnasan
2. Pamamahagi ng laki ng butil
- Nakamit ng Nanocrystalline WC (200 nm) ang 2,800 hv
- Mga butil ng submicron (0.5 μm) balanse/katigasan
3. Mga Diskarte sa Paggawa
- Ang mainit na pagpindot ng isostatic (balakang) ay binabawasan ang porosity
- Ang spark plasma sintering ay nagpapabuti sa density
Mga advanced na pang -industriya na aplikasyon
Mga gamit sa pagputol
1. Pagsaliksik sa Space
- Ang mga rocket nozzle liner ay huminto sa 3,300 ° C maubos na gas
- Mga satellite gyroscope bearings na may 20-taong lifespans
2. Teknikal na Medikal
- Mga Dental Burs na umiikot sa 400,000 rpm
- Radiation na kalasag sa mga sistema ng proton therapy
3. Sektor ng Enerhiya
- Fracking drill insert na nakaligtas sa 10,000 PSI pressure
- Nuclear Reactor Control Rod Coatings
Pagtatasa sa Kapaligiran at Pang -ekonomiya
Mga pagsasaalang -alang sa Lifecycle
-Enerhiya ng Produksyon: 25-35 kWh/kg kumpara sa 8-10 kWh/kg para sa bakal
- Kahusayan sa Pag -recycle: 95% WC Pagbawi sa pamamagitan ng Proseso ng Zinc
- Breakdown ng gastos:
- Raw Materials: 45%
- Paggawa: 35%
- Kalidad ng Kalidad: 20%
Mga inisyatibo ng pagpapanatili
- Mga Alternatibong Binder sa Cobalt (Fe/Ni/CR Composites)
- Additive Manufacturing Reducing Material Waste ng 70%
Konklusyon
Sa mga halaga ng katigasan ng Brinell na umaabot sa 2,400 HBW, ang Tungsten Carbide ay nananatiling walang kaparis para sa matinding mga aplikasyon ng pagsusuot. Ang mga advanced na pamamaraan sa pagmamanupaktura ay patuloy na itulak ang mga limitasyon ng pagganap nito habang tinutugunan ang mga alalahanin sa kapaligiran sa pamamagitan ng pinabuting pag -recycle at alternatibong nagbubuklod. Habang hinihiling ng mga industriya ang mas mataas na tibay, ang mga natatanging pag-aari ng Tungsten Carbide ay matiyak ang patuloy na kritikal na papel nito sa pagsulong ng teknolohiya.
FAQ: Brinell katigasan ng tungsten carbide
1. Bakit gumamit ng Brinell sa halip na Rockwell para sa pagsubok sa WC?
Ang mas malaking indenter ng Brinell ay mas mahusay na tinatanggap ang heterogenous na istraktura ng WC, na nagbibigay ng higit pang mga halaga ng katigasan ng katigasan.
2. Paano nakakaapekto ang temperatura sa katigasan ng WC?
Ang katigasan ay bumababa ng 15% sa 800 ° C ngunit nananatiling higit sa karamihan sa mga metal.
3. Maaari bang mahulaan ng katigasan ng Brinell ang paglaban sa pagsusuot?
Habang nakakaugnay, ang aktwal na pagganap ng pagsusuot ay nangangailangan ng karagdagang pagsubok sa tribological.
4. Ano ang tigas ng pagsingit ng pagputol ng karbida?
Ang mga hindi maipapalagay na pagsingit ay karaniwang saklaw ng 1,500-1,900 hbw depende sa patong.
5. Paano ihahambing ang katigasan ng HV sa HB para sa WC?
Ang mga halaga ng Vickers Hardness (HV) ay karaniwang 1.1-1.3 × mas mataas kaysa sa Brinell.
Mga pagsipi:
[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
.
[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/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-in-the-tungsten-carbide-indi
[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.
[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-terdness-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/
