碳化钨的罗克韦尔硬度是什么？

内容菜单

● 了解碳化钨及其硬度

>> 什么是硬度？

● 碳化碳化钨的洛克威尔硬度

>> 典型的洛克威尔硬度值

>> 为什么要用洛克韦尔作为碳化钨？

● 将碳化钨硬度与其他尺度的比较

● 影响碳化钨硬度的因素

>> 1。晶粒尺寸

>> 2。钴粘合剂含量

>> 3。烧结温度和治疗后

● 与硬度有关的机械性能

● 基于硬度的碳化钨的应用

● 硬度测试的碳化钨

>> 洛克韦尔硬度测试方法

>> 硬度测试的重要性

● 关于碳化钨硬度的其他技术见解

>> 热稳定性和硬度

>> 粘合剂之外的粘合剂材料的影响

>> 钨碳化物复合材料的进步

● 碳化钨的扩展​​应用

>> 医疗行业

>> 航天

>> 电子产品

● 增强的硬度测试技术

>> 超声硬度测试

>> 微硬度测试

>> 质量控制自动化

● 结论

● 常问问题

>> 1。碳化钨的典型洛克威尔硬度范围是什么？

>> 2。为什么洛克韦尔是用于碳化钨硬度测试的量表？

>> 3。钴含量如何影响碳化碳化碳化石硬度？

>> 4。碳化钨中的晶粒尺寸与硬度之间的关系是什么？

>> 5。如何在工业中测试碳化碳化碳硬度？

● 引用：

碳化钨 因其出色的硬度和耐磨性而闻名，使其成为工业工具，加工和耐磨损应用中的关键材料。了解其Rockwell硬度对于工程师，制造商和用户，为特定任务选择合适的成绩并确保质量控制至关重要。这篇全面的文章探讨了碳化通碳化钨的硬度，它与其他硬度量表的比较，影响其硬度，应用和测试方法的因素。

了解碳化钨及其硬度

碳化钨（WC）是一种由钨和碳原子组成的化合物，通常以接近94％钨和6％碳的比率。它形成了六角形的闭合晶体结构，该结构有助于其显着的机械性能，包括硬度，刚度和抗压强度。

什么是硬度？

硬度是材料对永久变形，刮擦或凹痕的抵抗力。它是用于切割工具，磨损零件和磨料的材料的关键特性。使用各种量表来测量硬度，包括：

-MOHS硬度量表：定性量表从1（滑石）到10（钻石）。

- Vickers硬度（HV）：使用钻石金字塔缩进器进行定量量表。

- 洛克韦尔硬度（HR）：根据材料和凹痕类型的不同尺度（a，b，c等）在特定载荷下测量穿透深度的定量量表。

碳化碳化钨的洛克威尔硬度

典型的洛克威尔硬度值

碳化钨通常在88至95的A尺度上表现出岩石硬度。这对应于Rockwell C量表（HRC）的69至81，通常用于硬化钢。

-Rockwell a量表（HRA）：使用带有60 kg负载的钻石锥凹痕，适用于碳化钨等非常硬的材料。

-Rockwell C量表（HRC）：使用带有150 kg负荷的钻石锥，主要用于硬化钢，有时用于比较。

Rockwell的硬度范围为88–95 HRA，反映了碳化碳化碳纤维级，其钴粘合剂含量和谷物尺寸各不相同，这会影响硬度和韧性。

为什么要用洛克韦尔作为碳化钨？

与C量表（150 kg）相比，Rockwell A量表是首选的，因为较低的测试力（60 kg）降低了损坏钻石凹痕的风险。它为极其硬的材料（如碳化钨）提供了可靠的硬度测量，而不会损害缩进器或样品。

将碳化钨硬度与其他尺度的比较

碳化通碳化物的硬度接近钻石的硬度，这是最难的已知材料（MOHS 10，Vickers 〜10,000 HV）。它的Vickers硬度通常从2,400到3,000 HV不等，具体取决于组成和加工。

影响碳化钨硬度的因素

1。晶粒尺寸

- 细晶粒（0.2-0.8 µm）：由于晶间间距减小而引起的硬度更高，非常适合切割工具和精确磨损零件。

- 粗晶粒（> 1 µm）：较低的硬度，但韧性改善，适用于诸如采矿工具等重型应用。

2。钴粘合剂含量

碳化钨通常用钴粘附，钴充当将WC颗粒固定在一起的粘合剂。

- 低钴含量（3–6％）：最大化硬度但增加了脆性。

- 高钴含量（10–20％）：改善韧性但会降低硬度。

3。烧结温度和治疗后

- 更高的烧结温度（1,400–1,600°C）优化了密度和硬度。

- 诸如硝酸钛（TIN）之类的表面涂层可以进一步增强表面硬度和耐磨性。

与硬度有关的机械性能

- 抗压强度：高达2,700 MPa，高于大多数金属，在负载下具有出色的耐磨性。

- 扬的模量：大约530–700 GPA，大约是钢的三倍，表明极端刚度。

- 横向破裂强度（TRS）：表示韧性，这在某种程度上与硬度成反比。

基于硬度的碳化钨的应用

由于其硬度和耐磨性，碳化钨被广泛使用：

- 切割工具：末端磨坊，钻头，插入物在高温下保持锋利的边缘。

- 采矿设备：钻头，破碎机板抵抗磨料的岩石接触。

- 工业磨损零件：喷嘴，阀门，衬套和密封圈持续侵蚀液和机械磨损。

- 珠宝：婚礼乐队可抵抗划痕并无限期地保留抛光剂。

硬度测试的碳化钨

洛克韦尔硬度测试方法

- 凹痕：碳化钨的钻石锥（120°角）。

- 负载：Rockwell 60公斤。

- 过程：多个压痕是在光滑，准备好的表面上进行的，间距和边缘距离控制以避免干扰。

- 校准：使用接近碳化钨硬度硬度的硬度块以进行准确。

- 结果：多个读数的平均值，公差通常为±0.5 HRA。

硬度测试的重要性

- 确保材料符合耐磨性和耐用性的规格。

- 对于制造碳化氢碳酸盐零件的质量控制至关重要。

- 根据硬度和韧性要求帮助为不同的应用选择适当的等级。

关于碳化钨硬度的其他技术见解

热稳定性和硬度

即使在升高的温度下，碳化钨也保持其硬度，这对于在高速加工中使用的切割工具至关重要。它在高达500°C的温度下的硬度保留使其优于许多在热量下软化的硬材料。

粘合剂之外的粘合剂材料的影响

虽然钴是最常见的粘合剂，但其他粘合剂（例如镍或铁）可用于调整硬度和韧性平衡。镍粘合剂可以改善耐腐蚀性，但与钴相比可能会稍微降低硬度。

钨碳化物复合材料的进步

最近的事态发展包括纳米结构的碳化钨复合材料，它们同时表现出增强的硬度和韧性，克服了传统的权衡。

碳化钨的扩展​​应用

医疗行业

碳化通碳酸盐由于其硬度和生物相容性而用于手术仪器和牙科工具，可确保精确和耐用性。

航天

暴露于极端磨损和热量的组件，例如涡轮机叶片和发动机零件，受益于碳化钨涂料或插入物。

电子产品

碳化钨用于制造需要高磨损性和尺寸稳定性的半导体设备零件。

增强的硬度测试技术

超声硬度测试

正在开发非破坏性超声波方法来测量硬度和检测碳化钨部分中的内部缺陷。

微硬度测试

使用Vickers或Knoop凹痕的微硬度测试可提供局部硬度测量值，可用于涂料和薄层。

质量控制自动化

具有机器人臂和AI分析的自动硬度测试系统提高了制造业的一致性和吞吐量。

结论

碳化通碳酸盐是可用的最难工业材料之一，洛克韦尔硬度通常从88到95 HRA不等，反映了其出色的耐磨性和耐用性。它的硬度受晶粒尺寸，钴粘合剂含量和加工条件的影响。 Rockwell A量表是测量碳化钨硬度的标准，为质量控制和材料选择提供了可靠且准确的结果。这种出色的硬度，结合了高抗压强度和刚度，使碳化钨在切割工具，采矿设备和耐磨损的组件中必不可少。

常问问题

1。碳化钨的典型洛克威尔硬度范围是什么？

碳化钨通常具有88至95 HRA的岩石硬度，大约对应于69至81 hrc。

2。为什么洛克韦尔是用于碳化碳化钨硬度测试的量表？

Rockwell A量表使用较低的测试力（60千克）和钻石凹痕，从而防止了对缩进器的损害，并为碳化碳酸盐等非常硬的材料提供了准确的硬度读数。

3。钴含量如何影响碳化碳化碳化石硬度？

较低的钴含量会增加硬度，但会降低韧性，而较高的钴含量则以牺牲硬度为代价提高韧性。

4。碳化钨中的晶粒尺寸与硬度之间的关系是什么？

较细的谷物会导致更高的硬度和耐磨性，而更粗糙的谷物可以改善韧性，但硬度较低。

5。如何在工业中测试碳化碳化碳硬度？

使用A尺度上的Rockwell硬度测试仪对硬度进行测试，并仔细的标本制备，多个凹痕和针对标准硬度块的校准。

引用：

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[6] https://www.buehler.com/blog/rockwell-hardness-testing/

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[12] https://www.bangerter.com/en/tungsten-carbide

[13] http://hardmetal-engineering.blogspot.com/2011/

[14] https://www.bladeforums.com/threads/carbide-hardness-data.1514372/

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[26] https://www.dymetalloys.co.uk/what-is-tungsten-carbide

[27] https://www.imetra.com/tungsten-carbide-material-properties/

[28] https://www.govinfo.gov/content/pkg/govpub-c13-purl-lps15213/pdf/govpub-c13-purl-lps15213.pdf

[29] https://stock.adobe.com/search?k=tungsten+carbide

[30] http://www.nicrotec.com/welding-consumables/tungsten-carbide-alloys-nicrotec/products.html?c=1&g=13

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[32] https://www.imeko.org/publications/tc5-2004/imeko-tc5-2004-016.pdf

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[35] https://www.jota.ch/fileadmin/images/flyer_aktuell/final_-_spot_-_hartmetall_-_en_lq.pdf

[36] https://en.wikipedia.org/wiki/rockwell_hardness_test

[37] https://www.gettyimages.com/photos/tungsten-carbide

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[40] https://carbideprovider.com/tungsten-carbide-for-cutting-tools/

[41] https://www.topndt.sk/sites/default/files/files/prilohy/hardness_testing_faq_english_0_2.pdf

[42] https://tuncomfg.com/about/faq/

[43] https://www.tungstenman.com/tungsten-carbide-hardness.html

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[45] https://www.metkon.com/pics/files/hardness-testing-guide.pdf

[46] https://cowseal.com/tungsten-vs-tungsten-carbide/

[47] http://www.carbidetechnologies.com/faq/what-what-is-hardness/

[48] http://www.tungsten-carbide.com.cn

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[50] https://www.pennunited.com/sites/default/files/ps%2000002%20Grade%20Sheet%20Rev%208.pdf

[51] https://www.qualitytestinginc.com/rockwell-hardness-test.html

[52] https://shop.machinemfg.com/the-pros-and-cons-of-tungsten-carbide-a-comprehand-guide/