我可以回火碳化碳化碳化碳化碳嗎？

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● 碳化鎢組成

● 碳化鎢的用途

● 碳化鎢的製造

● 熱處理

>> 淬火和回火

>> 優化碳化鎢的熱處理

>> 熱處理中的高級技術

● 優化熱處理受益的應用

● 結論

● 常問問題

>> 1。什麼是淬火？

>> 2。為什麼在淬火後需要回火？

>> 3。碳化鎢熱處理的主要階段是什麼？

>> 4。碳化鎢與切割工具應用中的鋼相比如何？

>> 5。是什麼使碳化碳化碳牙適合彈藥？

● 引用：

碳化鎢是鎢和碳的化合物。它的硬度與鑽石的硬度相似，並且具有出色的物理和化學特性，使其適合多種應用。它是電力和熱量的良好導體。純的 碳化鎢 是脆弱的，但是添加鈦和鈷等金屬可以減少脆性。

在許多行業，包括工具，建築和醫學在內，碳化鎢是一種流行的材料。碳化鎢通常用於鑽頭和鋸等建築材料，因為它幾乎是無法破壞的。在醫學方面，碳化鎢增強了手術儀器的性能，並使它們具有耐腐蝕性。

碳化鎢組成

碳化鎢由鎢和碳組成，具有化學配方WC，分子量為195.85。碳化鎢的微硬度為17300 MPa，其彈性模量為710GPA，其抗壓強度為56MP。熱膨脹係數為6.9×10-6 /K。

碳化鎢的用途

碳化鎢有很多用途，包括：

- 切割工具

- 高速切割轉彎工具

- 窯爐結構材料

- 噴氣發動機組件

- Cermet材料

- 電阻加熱元件

- 耐磨零件

- 冶煉坩堝

- 耐磨損的半導體膜

- 航空航天材料

- 採礦

- 彈藥

- 手術器械

- 珠寶

碳化鎢的製造

碳化通碳酸鹽以粉末形式存在，並通過燒結過程給予不同的形狀。鎢酸酐（WO3）和石墨可以在1400-1600°C的高溫下在還原的氣氛中合成碳化鎢（WC）粉末。然後，可以通過熱壓燒結或熱等靜止的燒結來製造密集的陶瓷產品。

熱處理

熱處理可以改善碳化鎢的物理和機械特性。熱處理過程對碳化鎢的機械性能有重大影響。碳化鎢的熱處理過程有四個主要階段：

1。在燒結開始時去除成型材料和預插圖，形成劑分解或蒸發，從而排除燒結的身體。同時，形成的代理將碳化力固化，碳的量會因燒結的類型，數量和過程而異。粉末表面氧化物還原，氫可以在燒結溫度下降低鈷和鎢氧化物。在碳和氧之間反應較弱，粉末顆粒之間的接觸應力逐漸去除。粘結金屬粉末開始響應，重結晶和表面擴散開始發生。阻止強度增加。

2。在存在液相，固相反應和擴散的情況下，固相燒結的階段（800°C-共晶溫度）隨著塑性流量的增加而加劇，並且在燒結的體內出現明顯的收縮。

3。液相燒結的階段（共晶溫度 - 燒結溫度）當發生燒結體的液相時，壓縮迅速完成，然後發生結晶過渡。形成了碳化物的基本組織和結構。

4。在此階段，冷卻階段（燒結溫度 - 室溫），碳化通碳化鎢的組織和相分量在各種冷卻條件下都會發生某些變化。

淬火和回火

淬火和回火是熱處理過程的關鍵部分。它們通過淬火和高溫回火的結合進一步改善了零件的韌性和強度。此過程需要精確控制加熱溫度，冷卻速率和回火溫度，以及對材料的微觀結構和特性的深入了解。

淬火是淬火和回火過程中的第一個也是最關鍵的步驟。通過將鋼加熱到奧氏體區域，鋼內的碳和合金元素完全溶解在奧氏體中，形成均勻的固體溶液。隨後，將鋼迅速冷卻到馬氏體區域，導致奧斯丁岩發生馬氏體轉化，從而獲得高硬度結構。冷卻速率必須足夠快，以避免在冷卻過程中其他奧斯丁岩的其他轉換，這將降低硬度。對於超硬的固體碳化碳化氫碳酸鹽鑽孔，淬火處理可以顯著提高其硬度並增強其對磨損和變形的抵抗力。但是，在淬火過程中產生的淬火應力不能忽略。如果無法有效消除這些壓力，則在使用過程中將發生裂紋和變形等缺陷，從而影響其使用壽命和性能。

高溫回火是淬火和回火過程中必不可少的步驟，以解決淬火壓力引起的問題。淬滅並將其維持一段時間以釋放並消除鋼內的殘留應力，將鋼加熱到一定溫度（通常高於奧斯丁岩轉化溫度，低於材料的熔點）。同時，高溫回火可以促進碳化物的降水和均勻分佈，從而進一步改善鋼的韌性和強度。

優化碳化鎢的熱處理

優化碳化鎢的熱處理過程涉及仔細控制幾個因素以實現所需的材料特性。這些因素包括加熱率，浸泡時間，冷卻速率以及爐內的氣氛。

- 加熱速率：加熱碳化鎢的速率對於防止熱衝擊和確保溫度均勻分佈至關重要。尤其是在初始階段，尤其是在材料的破裂或變形時，加熱速率緩慢。

- 浸泡時間：浸泡時間是指該材料在特定溫度下保持的持續時間。充足的浸泡時間對於確保碳化碳化碳牙的整個結構均勻溫度至關重要，從而使碳化碳化石的溫度均勻，從而可以完全轉化和緩解壓力。

- 冷卻速率：熱處理後的冷卻速率顯著影響碳化鎢的微觀結構和硬度。快速冷卻（例如在油或水中淬火）會產生更硬但更脆的材料。較慢的冷卻速率（如空氣冷卻或爐冷卻）會導致更堅固但堅硬的材料。

- 大氣控制：熱處理爐中的大氣在防止碳化鎢的氧化和脫氧化方面起著至關重要的作用。惰性大氣（例如氬氣或氮）通常用於保護材料免於與氧和碳反應，從而保持其所需的組成和特性。

熱處理中的高級技術

越來越多地採用了高級熱處理技術來進一步增強碳化鎢的特性。這些技術包括真空熱處理，燃氣和低溫處理。

- 真空熱處理：真空熱處理涉及在真空環境中加熱材料，從而消除了氧化並可以精確控制加熱和冷卻速率。該技術可產生更清潔，更明亮的表面飾面和改進的機械性能。

- 燃氣碳化力：燃氣化碳化物是碳化通碳酸鹽的表面富含碳原子的過程。這是通過在富含碳的氣氛中加熱材料（通常使用甲烷或丙烷之類的氣體）來實現的。燃氣碳化力增加了碳化鎢的表面硬度和耐磨性，使其適用於需要高表面耐用性的應用。

- 低溫治療：低溫處理涉及將碳化鎢冷卻至極低的溫度，通常低於-150°C。該過程可以通過促進保留的奧氏體轉化為馬氏體並完善微觀結構，從而改善材料的硬度，耐磨性和尺寸穩定性。

優化熱處理受益的應用

在各種應用中，優化的熱處理可顯著提高碳化鎢的性能和壽命。這是一些值得注意的例子：

- 切割工具：在加工行業中，由於其高硬度和耐磨性，可廣泛使用碳化碳化氫罐切割工具。優化的熱處理可提高該工具保持鋒利的尖端，降低磨損並承受高切割速度和進料的能力。

- 佩戴零件：經受重磨損的組件，例如模具，模具和軸承，受益於通過優化的熱處理獲得的表面硬度增強和耐磨性。這延長了這些部分的使用壽命並降低了替換的頻率。

- 採礦和鑽井工具：在採礦和鑽探行業中，碳化鎢用於鑽頭，噴嘴和其他經歷嚴重磨料條件的組件。優化的熱處理可確保這些工具可以承受惡劣的環境並在長時間內保持其性能。

- 航空航天組件：碳化鎢用於航空航天應用，其高強度重量比和承受極端溫度的能力。優化的熱處理增強了材料的機械性能和熱穩定性，使其適合在關鍵的航空航天組件中使用。

- 醫療儀器：碳化鎢也用於手術儀器和醫療設備，因為它的生物相容性和耐腐蝕性。優化的熱處理可確保這些儀器保持其清晰度，耐用性和衛生，從而有助於改善手術結果。

結論

碳化鎢是一種非常堅硬耐用的材料，適合多種應用。它是通過結合鎢和碳而創建的，可以通過添加其他金屬（如鈦和鈷）來增強。熱處理，例如淬火和響應，對於在苛刻的應用中最大程度地提高碳化鎢的性能很重要。通過精確控制加熱速率，浸泡時間，冷卻速率和大氣條件來優化熱處理過程，可以顯著增強機械性能，耐磨性和碳化鎢的整體性能。先進的技術，例如真空熱處理，燃氣滲透和低溫處理，進一步完善了這些特性，使碳化碳化碳成為從加工，採礦到航空航天和醫學的行業中必不可少的材料。

常問問題

1。什麼是淬火？

淬火是材料快速冷卻以使其硬化。對於鋼，它涉及將材料加熱到奧斯丁岩區域，然後快速冷卻以將奧氏體轉化為馬氏體，這是一種非常堅硬的結構。這個過程對於增加碳化碳化鎢鑽棒的硬度和耐磨性至關重要。

2。為什麼在淬火後需要回火？

對於緩解淬火過程中產生的內部應力是必要的。高溫回火將鋼加熱到低於其熔點以下的特定溫度，以釋放殘留應力並防止裂縫之類的缺陷。這也促進了碳化物的降水，從而增強了材料的韌性和強度。

3。碳化鎢熱處理的主要階段是什麼？

主要階段包括去除成型材料和預插入，固相燒結，液相燒結和冷卻。每個階段都涉及特定的溫度範圍和過程以完善材料的特性。

4。碳化鎢與切割工具應用中的鋼相比如何？

與標準的高速鋼（HSS）工具相比，碳化水碳化物切割工具更具耐磨性，並且可以承受更高的溫度。碳化物工具保持鋒利的尖端更長，產生更好的飾面，並允許加工更快。

5。是什麼使碳化碳化碳牙適合彈藥？

碳化通碳化物的巨大硬度和高密度的結合使其在裝甲彈藥中有效。它通常用於單片燒結形式或與鈷的水泥複合材料。

引用：

[1] https://www.linkedin.com/pulse/four-main-stages-tungsten-carbide-heat-wartment-shijin-leii

[2] https://www.refractorymetal.org/tungsten-carbide-uss-properties.html

[3] https://www.chaitools.com/news/industry-news/how-to-make-superhard-solid-solid-tungsten-carbide-born---------------------------------------

[4] https://www.tungco.com/insights/blog/5-tungsten-carbide-applications/

[5] https://patents.google.com/patent/us4008090a/en

[6] https://www.sollex.se/en/blog/post/about-cemented-tungsten-carbide-applications-part-part-part-1

[7] https://www.ijera.com/papers/vol12no11/1211200204.pdf

[8] https://en.wikipedia.org/wiki/tungsten_carbide

[9] https://eurobalt.net/blog/2022/03/28/all-the-papplications-op-of-tungsten-carbide/