İçerik Menüsü
● Sertliğe Giriş
● Krom: özellikler ve sertlik
>> Anahtar Özellikler
>> Sertlik detayları
>> Alaşımlarda ve kaplamalarda krom
● Tungsten Karbür: Özellikler ve Sertlik
>> Anahtar Özellikler
>> Sertlik detayları
>> Kompozit doğa ve tokluk
● Karşılaştırmalı analiz: krom ve tungsten karbür
>> Sertlik Karşılaştırma Tablosu
>> Temel bilgiler
>> Gerçek Dünya Testi
● Endüstriyel uygulamalar
>> Krom
>> Tungsten karbür
>> Endüstride seçim kriterleri
● Çevresel ve ekonomik hususlar
>> Çevresel etki
>> Ekonomik faktörler
>> Sürdürülebilirlik ve geri dönüşüm
● Sert kaplamalar ve malzeme bilimindeki gelişmeler
>> Alternatifler ve Yenilikler
>> Gelecek Eğilimler
>> Mikroyapı karşılaştırması
>> Uygulama Uygunluğu
● Çözüm
● SSS: Sık sorulan sorular
>> 1. Krom ve tungsten karbürün Mohs sertliği nedir?
>> 2. Tungsten karbür neden kromdan daha zor?
>> 3. Hangisi daha fazla aşınmaya dayanıklıdır: krom veya tungsten karbür?
>> 4 Tungsten karbür krom kaplamalardan daha pahalı mı?
>> 5. Krom ve tungsten karbür birbirinin yerine kullanılabilir mi?
● Alıntılar:
Malzemelerin sertliğini anlamak, imalat ve madencilikten havacılık ve araçlara kadar değişen endüstrilerde çok önemlidir. En ünlü sert malzemelerden ikisi krom ve Tungsten karbür , her ikisi de olağanüstü dayanıklılıkları ve aşınma dirençleri için kutlandı. Ama soru söz konusu olduğunda, 'daha zor olan: krom veya tungsten karbür? ', Cevap basit bir sayıdan daha nüanslıdır. Bu kapsamlı makale, özelliklerini, endüstriyel uygulamalarını ve sertliklerinin arkasındaki bilimi araştırıyor ve veriler, uzman bilgileri ve görsel yardımlar tarafından desteklenen ayrıntılı bir karşılaştırma sağlıyor.
Sertliğe Giriş
Sertlik, bir malzemenin deformasyon, çizik veya girintiye karşı direncidir. Birkaç ölçek kullanılarak ölçülür, en yaygın varlık:
- Mohs Sertlik Ölçeği: Bir malzemenin başkalarını çizme yeteneğine dayanarak 1 (talk) ile 10 (elmas) arasında değişir.
- Vickers sertliği: Yük altında üretilen bir girinti boyutunu ölçer.
- Rockwell sertliği: Bir ön yükle karşılaştırıldığında büyük bir yük altında penetrasyon derinliği kullanır.
Bu ölçekleri anlamak, olağanüstü aşınma direnci ve dayanıklılık talep eden ortamlarda kullanılan krom ve tungsten karbür gibi malzemeleri karşılaştırmak için gereklidir.
Krom: özellikler ve sertlik
Krom (CR), gümüş parlaklığı, yüksek yansıtma ve dikkate değer sertliği ile bilinen bir geçiş metalidir. Karbon (elmas şeklinde) ve bordan sonra en zor üçüncü elementtir.
Anahtar Özellikler
| Özellik |
Değeri |
| Atom numarası |
24 |
| Kristal yapısı |
Vücut Merkezli Kübik (BCC) |
| Erime noktası |
1.907 ° C (3.465 ° F) |
| Mohs sertliği |
8.5 |
| Vickers sertliği |
~ 1.060 MPa |
| Young Modülü |
279 GPA |
| Korozyon direnci |
Harika |
| Yoğunluk |
7.19 g/cm³ |
Sertlik detayları
- Mohs sertliği: Chromium 8.5 puanları, çoğu metalden daha zor ancak kordum ve elmastan daha yumuşak hale getirir.
- Vickers sertliği: saf bir metal için yüksek olan yaklaşık 1.060 MPa.
- Rockwell sertliği: Krom kaplama 69 HRC'ye kadar ulaşabilir, bu da endüstriyel kaplamalar için son derece zordur.
Chromium'un yüksek sertliği, kristal yapısından ve güçlü metalik bağlardan gelir ve bu da onu oldukça çizilmeye dayanıklı hale getirir. Bununla birlikte, yapısal uygulamalar için saf formda kullanımını sınırlayan kırılgandır.
Alaşımlarda ve kaplamalarda krom
Krom, saf formunda nadiren, kırılganlığı nedeniyle yapısal amaçlar için kullanılır. Bunun yerine, yaygın olarak kullanılır:
- Sert, korozyona dayanıklı bir yüzey sağlamak için bir kaplama malzemesi olarak.
- Paslanmaz çeliklerde alaşımlı bir eleman olarak, hem sertlik hem de korozyon direnci sağlar.
- Oksidasyona ve yüksek sıcaklıklara karşı direnç gerektiren uygulamalar için süper alaşımlarda.
Tungsten Karbür: Özellikler ve Sertlik
Tungsten karbür (WC), saf bir element değil, tungsten ve karbonun bir bileşiğidir. Sertlik ve tokluğun eşsiz kombinasyonu, kesme aletlerinde ve aşınmaya dayanıklı kaplamalarda bir zımba haline getirir.
Anahtar Özellikler
| Özellik |
Değeri |
| Kimyasal formül |
WC |
| Kristal yapısı |
Altıgen |
| Erime noktası |
2.870 ° C (5.198 ° F) |
| Mohs sertliği |
9 |
| Vickers sertliği |
1.700-2.600 MPa |
| Young Modülü |
530-700 GPA |
| Yoğunluk |
15.6 g/cm³ |
| Korozyon direnci |
Mükemmel (bazı asitler hariç) |
Sertlik detayları
- Mohs sertliği: Diamond'ın hemen altında, 9'da Tungsten karbür oranları.
- Vickers sertliği: 1.700 ila 2.600 MPa arasındadır, kromdan önemli ölçüde daha yüksektir.
- Rockwell sertliği: Spesifik bileşime ve işlemeye bağlı olarak genellikle 70 HRC'yi aşar.
Tungsten karbürün olağanüstü sertliği, yüksek sıcaklıklarda bile deformasyona ve çizilmeye direnen yoğun, kovalent olarak bağlı kristal yapısından kaynaklanmaktadır.
Kompozit doğa ve tokluk
Tungsten karbür genellikle bir bağlayıcı olarak kobalt veya nikel ile bir kompozit olarak kullanılır. Bu kombinasyon hem aşırı sertlik hem de gelişmiş tokluk sunar, saf seramiklere kıyasla kırılganlığı azaltır. Sonuç, hem yüksek aşınmaya hem de önemli mekanik strese dayanabilen bir malzemedir.
Karşılaştırmalı analiz: krom ve tungsten karbür
Merkezi soruyu cevaplamak için -*Daha zor olan: krom veya tungsten karbür?* - Özelliklerini yan yana karşılaştıralım.
Sertlik Karşılaştırma Tablosu
| Özellik |
Krom |
Tungsten Karbür |
| Mohs sertliği |
8.5 |
9 |
| Vickers sertliği |
~ 1.060 MPa |
1.700-2.600 MPa |
| Rockwell sertliği |
69 HRC'ye kadar (kaplama) |
> 70 HRC (kompozit) |
| Yapı |
Elemental Metal (BCC) |
Bileşik (altıgen) |
| Kırmızlık |
Yüksek |
Ilımlı (daha sert) |
| Yoğunluk |
7.19 g/cm³ |
15.6 g/cm³ |
| Korozyon direnci |
Harika |
Mükemmel (asitler hariç) |
Temel bilgiler
- Tungsten karbür, Mohs, Vickers ve Rockwell dahil olmak üzere tüm büyük sertlik ölçeklerinde kromdan daha zordur.
- Aşınma Direnci: Tungsten Carbide'nin üstün sertliği daha iyi aşınma direncine dönüşür, bu da yüksek stresli, aşındırıcı ortamlar için idealdir.
- Brittleniness ve tokluk: Krom daha kırılgandır, Tungsten karbür, sert olsa da, kompozit doğası nedeniyle daha fazla tokluk sunar.
- İşleme ve maliyet: Tungsten karbür kaplamaları daha pahalı ve işlenmesi zordur, ancak zorlu uygulamalarda daha uzun hizmet ömrü sunarlar.
Gerçek Dünya Testi
Laboratuvar ve endüstriyel ortamlarda, tungsten karbür, aşınma ve aşınma testlerinde kromu sürekli olarak daha iyi performans gösterir. Örneğin, ASTM G65 kuru kum/kauçuk tekerleği aşınma testinde, tungsten karbür kaplamaları aynı koşullar altında sert kromdan birkaç kat daha uzun sürer.
Endüstriyel uygulamalar
Krom
- Krom Kaplama: Otomotiv parçalarında, aletlerde ve aletlerde dekoratif kaplamalar, korozyon direnci ve orta aşınma koruması için kullanılır.
- Alaşım elemanı: Korozyon direnci için paslanmaz çelik için gerekli.
- Yansıtıcı yüzeyler: Yüksek yansıtma nedeniyle aynalarda, optik cihazlarda ve aydınlatmada kullanılır.
Tungsten karbür
- Kesme aletleri: Metal işleme, madencilik ve inşaat için matkaplar, uç değirmenleri ve testere bıçakları.
- PARÇALAR: Silindirler, kalıplar, nozullar ve zırh delici mühimmat.
- Kaplamalar: Petrol ve gaz sondaj ekipmanları ve endüstriyel silindirler gibi aşırı aşınmaya maruz kalan yüzeylere uygulanır.
- Mücevherler: Çekme direnci ve dayanıklılığı için halkalar ve saatler.
Endüstride seçim kriterleri
Krom ve tungsten karbür arasında seçim yaparken, mühendisler şunları düşünüyor:
- Gerekli sertlik ve yaşam hayatı
- Çalışma ortamı (aşındırıcı, aşındırıcı veya yüksek sıcaklık)
- Maliyet kısıtlamaları
- Uygulama veya onarım kolaylığı
- Çevre Düzenlemeleri (örneğin, altıgen krom kısıtlamaları)
Çevresel ve ekonomik hususlar
Çevresel etki
- Krom: Bazı kaplama işlemlerinde kullanılan heksavalent krom (CR (VI)) oldukça toksik ve kanserojendir. Birçok ülkedeki çevre düzenlemeleri, daha güvenli alternatifler arayışını sağlayarak kullanımını kısıtlamaktadır.
- Tungsten karbür: Tungsten madenciliği ve toz işleme kendi çevresel ayak izleri vardır, ancak genellikle daha az tehlikeli olarak kabul edilir. Kobaltın bağlayıcı olarak kullanılması da sağlık ve güvenlik endişelerini artırır.
Ekonomik faktörler
- Krom: Krom kaplama nispeten ucuzdur ve yaygın olarak mevcuttur, bu da birçok uygulama için uygun maliyetli hale getirir.
- Tungsten Karbür: Hammadde maliyetleri ve karmaşık üretim süreçleri nedeniyle daha pahalı, ancak zorlu ortamlarda daha uzun hizmet ömrü ve azaltılmış bakım sunar.
Sürdürülebilirlik ve geri dönüşüm
Hem krom hem de tungsten karbür geri dönüştürülebilir. Kullanılan tungsten karbür araçları genellikle yeni araçlara toplanır ve yeniden işlenir, atıkları azaltır ve kaynakları korur. Krom kaplamalı parçalar da soyulabilir ve değiştirilebilir, ancak çevresel kontaminasyondan kaçınmak için işlem dikkatle yönetilmelidir.
Sert kaplamalar ve malzeme bilimindeki gelişmeler
Alternatifler ve Yenilikler
Artan çevre düzenlemeleri ve performans talepleri ile araştırmacılar yeni sert kaplamalar ve malzemeler geliştiriyorlar:
-Fiziksel buhar birikimi (PVD) ve kimyasal buhar birikimi (CVD): Titanyum nitrür (kalay) ve elmas benzeri karbon (DLC) gibi ultra sert kaplamalar uygulamak için kullanılır, bu da bazen belirli uygulamalarda tungsten karbürü bile aşabilir.
- Seramik matris kompozitleri: Aşırı sertlik ve iyileştirilmiş tokluk kombinasyonunu sunun.
- Nanoyapılı kaplamalar: Tahıl büyüklüğünü nano ölçekte rafine ederek, malzeme bilimcileri sertliği artırabilir ve geleneksel sınırların ötesinde direnç giyebilir.
Gelecek Eğilimler
-Çevre dostu kaplamalar: Tehlikeli krom kaplamanın üç değerlikli krom veya diğer toksik olmayan alternatiflerle değiştirilmesi.
- Gelişmiş tokluk: gelişmiş kırık direnci ile yeni tungsten karbür sınıflarının geliştirilmesi.
- Akıllı Kaplamalar: Kendini iyileştirebilen veya aşınmayı gösterebilen, hizmet ömrünü uzatabilen ve bakım maliyetlerini azaltabilen malzemeler.
Mikroyapı karşılaştırması
Uygulama Uygunluğu
| Uygulama Türü |
En İyi Seçim |
Nedeni |
| Aşırı aşınma direnci |
Tungsten karbür |
Üstün sertlik ve tokluk |
| Korozyon direnci |
Krom |
Birçok ortamda mükemmel |
| Yüksek sıcaklık istikrarı |
Tungsten karbür |
Yüksek t'de sertliği korur |
| Maliyete duyarlı uygulamalar |
Krom |
Daha düşük maliyet, daha kolay işleme |
| Hassas kesme aletleri |
Tungsten karbür |
Keskinliği, dayanıklılığı korur |
Çözüm
Krom ve tungsten karbürün sertliğini karşılaştırırken, tungsten karbür kesin olarak daha zor malzemedir. Mohs, Vickers ve Rockwell sertlik ölçeklerinde kromdan daha iyi performans gösterir ve üstün aşınma direncini yüksek stres, aşındırıcı ve yüksek sıcaklık endüstriyel uygulamalar için tercih edilen malzeme haline getirir. Krom, korozyon direnci ve estetik çekiciliği için hala son derece sert ve çok değerli olsa da, Tungsten Carbide'nin maksimum sertlik ve dayanıklılığın gerekli olduğu ortamlardaki performansıyla eşleşemez.
Ancak, ikisi arasındaki seçim spesifik uygulamaya bağlıdır. Krom, özellikle dekoratif ve orta aşınma ayarlarında maliyet etkinliği, işleme kolaylığı ve korozyon direnci ile tercih edilir. Daha yüksek maliyet ve işleme karmaşıklığı ile Tungsten karbür, uzun ömür ve aşırı sertliğin çok önemli olduğu en zorlu görevler için ayrılmıştır.
Malzeme bilimi ilerledikçe, yeni kaplamalar ve kompozitler manzarayı daha da değiştirebilir, ancak şimdilik, Tungsten karbür endüstriyel sertlik için bir ölçüt olmaya devam etmektedir, krom çok yönlü, uygun maliyetli ve korozyona dayanıklı bir alternatif olarak yer almaktadır.
SSS: Sık sorulan sorular
1. Krom ve tungsten karbürün Mohs sertliği nedir?
Chromium'un MOHS sertliği 8.5 iken, Tungsten karbür 9 skoru ve tungsten karbürü daha zor hale getiriyor.
2. Tungsten karbür neden kromdan daha zor?
Tungsten karbürün sertliği, deformasyona ve kromun BCC yapısındaki metalik bağlardan daha etkili bir şekilde çizilmeye direnen yoğun, kovalent olarak bağlı altıgen kristal yapısından gelir.
3. Hangisi daha fazla aşınmaya dayanıklıdır: krom veya tungsten karbür?
Tungsten karbür, üstün sertliği ve tokluğu nedeniyle önemli ölçüde daha fazla aşınmaya dayanıklıdır, bu da aletleri ve yüksek giyim endüstriyel bileşenlerini kesmek için idealdir.
4 Tungsten karbür krom kaplamalardan daha pahalı mı?
Evet, Tungsten karbür kaplamalarının üretilmesi ve işlenmesi daha pahalıdır, ancak aşırı ortamlarda daha uzun hizmet ömrü ve daha iyi performans sunar ve genellikle daha yüksek başlangıç maliyetini dengelemektedir.
5. Krom ve tungsten karbür birbirinin yerine kullanılabilir mi?
Hayır, birbirinin yerine kullanılamazlar. Her malzemenin belirli uygulamalara uygun benzersiz özellikleri vardır. Tungsten karbür, aşırı aşınma ve yüksek stresli ortamlar için en iyisidir, korozyon direnci ve daha düşük maliyetli uygulamalar için krom tercih edilir.
Alıntılar:
[1] https://byg.com/en/recargue-de-tungsteno-vs-carburode-cromo/
[2] https://www.reddit.com/r/materials/comments/1hqsu81/how_does_chromium_have_a_mohs_hardness_of_85/
[3] https://www.allied-material.co.jp/en/techinfo/tungsten_carbide/features.html
[4] https://en.wikipedia.org/wiki/chromium
[5] https://en.wikipedia.org/wiki/tungsten_carbide
[6] https://shop.machinemfg.com/tungsten-carbide-vs-hard-chrome-whats-the-fference/
[7] https://www.jinhangmachinery.com/news/industrial-rollers-what-s-the-difference-bet-chromium-carbide ve-tungsten-carbide-coatings
[8] https://www.electro-coatings.com/hard-chrome-vardness-value.php
[9] http://www.tungsten-carbide.com.cn
[10] https://www.linkedin.com/pulse/whromium-hardest-etetal-earth-ofia-landh
[11] https://www.jinhangmachinery.com/news/what-is-thafference-beton-pom-d-dungsten-carbide-coated-soller
[12] https://extremecoatings.net/technical-resources/coating-formulas/tungsten-chromium-carbide-coatings/
[13] https://www.meadmetals.com/blog/what-are-the-trongest-etetals
[14] https://blog.thepipingmart.com/metals/tungsten-carbide-vs-hard-chrome-whats-the-ifference/
[15] https://tampasteel.com/what-are-the-trongest-metals/
[16] https://www.termalspray.com/hvaf-tungsten-carbide-hermal-spray-vs-d-chrome-plating/
[17] https://www.jindingcarbide.com/hich-is-is-varder-romium-teel-or-tungsten-carbide-id48574586.html
[18] https://pt.kle.cz/en_us/chromium.html
[19] https://en.wikipedia.org/wiki/tungsten_carbide
[20] https://www.bladeforums.com/threads/carbide-wardness-chart.1705186/
[21] https://en.wikipedia.org/wiki/hardnesses_of_the_elements_(data_page)
[22] https://outils.it/en/tungsten-carbide/
[23] https://www.alfotech.eu/services/hard-etetal-coating
[24] https://www.shutterstock.com/search/hard
[25] https://www.shutterstock.com/search/chromium
[26] https://www.istockphoto.com/photos/chromium-Element
[27] https://periodictable.com/elements/024/index.html
[28] https://www.istockphoto.com/photos/chrome-plating
[29] https://artizono.com/tungsten-carbide-vs-d-chrome-a-cremplience-comparison/
[30] http://nevada-usback-gems.com/base_ores/chromium_ore.htm
[31] https://stock.adobe.com/search?k=tungsten+carbide
[32] http://www.wocarbide.com/uploads/2017-07-31/597edb1697a16.pdf
[33] http://www.nicrotec.com/welding-consumables/tungsten-carbide-alloys-nicrotec/products.html?c=1&g=13
[34] http://www.tungsten-carbide.com.cn/tungsten-carbide-vardness-cversion-table.html
[35] https://knifesteelnerds.com/2019/07/15/carbide-types-in-nife-steels/
[36] https://www.eng-tips.com/threads/tungsten-carbide-vs-hromium.284818/
[37] https://hghouston.com/discussion-forum/forumid/5/postid/4398/scope/posts/tungsten-carbide-vs-nickel-chrome-coating
[38] https://www.asbindustries.com/coating-merials/carbide-coating-merials
[39] https://met3dp.sg/tungsten-carbide
[40] https://www.hardfacetechnologies.com/zh/resources/frequence-asked-questions-about-hardface-welding-understance-what-it-is-and-how-it- kullanılmış
[41] https://www.gwstoolgroup.com/undstanding-the-defferent-types-of-carbide-in-cutting-tools/
[42] https://eurotec-online.com/byg-about-tungsten-vs-chromium-carbide-rechanging
[43] http://www.tungsten-carbide.com.cn
[44] https://www.bangerter.com/en/tungsten-carbide
