تاثیر تنگستن در فولاد - √دنیـــــــای متـــــــــــالورژی فقـــــــط از ایـــــــنجا
به "با سابقه ترين و محبوب ترين وبلاگ متالورژي در ايران" خوش آمديد

تاريخ : دوشنبه ٢٠ فروردین ۱۳۸٦

تنگستن كاربرد زيادي در توليد فولادهاي ابزار داشته و اخيرا در توليد فولادهاي پرآلياژي مقاوم در برابر حرارت نيز استفاده مي شوند. تنگستن بسيار سنگين بوده و وزن اتمي آن 184 و نقطه ذوب 3410 C دارد.ساختار كريستالي آن bcc است و در فولاد فريت زا و كاربيد زاي بسيار قوي است. سختي پذيري را افزايش مي دهد و كاربيدهاي مقاوم در برابر سايش ايجاد كرده و بالاخص از افت سختي در دماهاي بالا كه امري رايج در نوك ابزار است جلوگيري مي كند. در الكترودهاي جوشكاري نيز تنگستن اضافه مي شود تا سطح مقاوم در برابر سايش ايجاد نمايد

مقادیر کمی از تنگستن سختی پذیری آستنیت را شدیدا افزایش داده و از طریق تشکیل محلول جامد فریت را تا حد متوسطی افزایش می دهد.

تمایل تنگستن به ترکیب با کربن بسیار زیاد بوده و کاربید آن خیلی سخت و مقاوم به سایش است. فولادهای تنگستن دار با سختی ثانویه در برابر تمپر مقاوم بوده و از اینرو مقاومت به سایشی را ارتقا ء داده ودر دماهای بالا دارای استحکام زیادی خواهند بود.

در فولادها، تنگستن کاربیدهای کمپلکس Fe4W3C یا Fe4W2C تشکیل می دهد و در برخی مواقع ، این کاربید ها به کاربیدهای ساده WC تجزیه می شوند.انحلال کاربیدهای تنگستن در آستنیت بسیار کشکل بوده و برای رسیدن به تعادل در فولادهای تنگستن به زمان آستنیته کردن بیشتری نیاز است.این انحلال کم کاربیدها مربوط به اندازه دانه کوچک فولادهای تنگستن دار بوده که متاثر از اثر محدود کنندگی رشد دانه توسط کاربید های حل نشده است.

تنگستن همانند فریت زاهای دیگر ، دمای یوتکتوئید را افزایش داده و درصد کربن یوتکتوئید را می کاهد و در نتیجه مقدار کاربید آزاد فولاد را در همان درصد کربن مشابه افزایش می دهد . این افزایش درصد کاربید آزاد سبب افزایش مقاومت سایش فولادهای تنگستن دار می شود.

تنگستن سختی و استحکام کششی فولادهای کربنی ساده و پر کربن را افزایش می دهد ولی بندرت به تنهایی در فولادها استفاده می شوند چراکه می توان با کمک از عناصر آلیاژی ارزان دیگر برای رسیدن به خواص مورد نظر استفاده کرد.

در دماهای کوئنچ کم که اندازه دانه کم بدست می آید، فولادهای تنگستن در مقایسه با فولادهای کربنی ساده از سختی پذیری کمی با درصد کربن مشابه برخوردار خواهند بود ولی با افزایش درصد زمان و دمای آستنیته کردن بدلیل انحلال زیاد کاربید ها ، سختی پذیری آنها در مقایسه با فولادهای ساده کربنی افزایش می یابد.

در تولید فولادهای ابزار بالاخص فولادهای ابزار تند بر ، یکی از عناصر اصلی تنگستن است.تنگستن در فولادهای تند بر زمینه ای ایجاد می کند که در حین تمپر نرم نمی شود و کاربیدها بسیار سخت و مقاوم به سایش می باشند.این مقاومت به تمپر زمینه سبب شده که استحکام در دمای بالا و چقرمگی در سختی معین خوبی داشته باشد.این فاکتور مهمی است چرا که توانایی برش و تغییر شکل ابزار تندبر و قالب کار گرم بستگی به سختی و استحکام در دمای کاری سطوح دارد.تنش های داخلی که در حین کوئنچ فولادهای تنگستن دار ایجاد می شود ، در دماهای بالا آزاد می شوند. این نوع آزاد شدن تنش بدون کاهش سختی بوده فلذا قطعه می تواند تنش های کاری را تحمل کند.در بیشتر عملیات های برش کاری از فولادهای تند بر استفاده می شود.یکی از این فولادها دارای ترکیب 18%W,4%Cr,1% V,0.7% C می باشد.افزایش درصد تنگستن بیشتر از این مقدار سبب زیاد شدن مقاومت سایشی شده ولی چقرمگی را می کاهد. در درصدهای کمتر از 18% ، مقاومت سایشی کاهش یافته و حساسیت به رشد دانه در دماهای کوئنچ بالا را می افزاید.

خواص برشکاری خوب با افزایش همزمان درصد کربن و وانادیم این نوع فولادها بدست می آید.به عنوان مثال فولاد با 1.2% C,14%W,4%Cr,4.5%V بهتر از فولاد 18-4-1 برای مته ها می باشد.

در برخی ز فولادهای تند بر می توان بجای دو قسمت تنگستن از یک قسمت مولیبدن استفاده کرد.با این حال خواص برشکاری این فولاد کاهش می یابد. فولاد 6%W,6%Mo, در مقایسه با فولاد های تنگستنی معمولی براحتی دکربوریزه می شود.فولاد جایگزین دیگر 6%W,5%Mo,4%Cr,2%V  بوده که برای بهینه کردن خواص برش این فولاد ، درصد کربن را زیاد کرده اند.ترکیب این فولاد 1.2%C,6%W,4%Cr,4.5%Mo,4%V است.

نوع دیگر از فولاد ابزار تنگستن که در قالبهای گرم کار استفاده می شود، 10%W,3%Cr,0.30%V,0.30%C است.تنگستن موجود در ترکیب فولاد ، مقاومت به تمپر را افزوده و حتی در دماهای بالا تر از دمای تمپر معمول ، افت سختی قابل ملاحظه نخواهد بود.

با اضافه کردن 5% کبالت به فولاد تنگستن ، فولاد بسیار تند بر بدست می آید که باز می توان از دماهای آبکاری بالا استفاده کرد. در نتیجه کاربیدهای تنگستن زیادی حل شده و سختی پذیری بالایی حاصل می شود.

فولاد ابزار حاوی 5%W,1.3% C بسیار سختی بوده وتیزی لبه برش را حفظ می کند. این فولاد در ابزار برش ، برشکاری مواد سخت و برای قالبهای کشش استفاده می شود.

جنس فولاد اسکنه از فولاد با 1.0-2.5 % W بوده که اندازه دانه  را اصلاح کرده و مقاومت سایش را بهبود می بخشد.

چگالی فولادهای کربنی با افزودن تنگستن زیاد شده و فولادهای تنگستن پایداری مغناطیسی بیشتری از خود در مقایسه با فولادهای کربنی ساده نشان می دهند.فولاد پر کربن با تنگستن 6% در شرایط سخت شده در مغناطیس های دایمی استفاده می شود.تنگستن بدلیل نگهداری آستنیت در حین کوئنچ ، باعث تشکیل ذرات مغناطیس با توزیع بحرانی می شود.نوعی از این فولاد مغناطیس تنگستن دار ترکیب 6%W,0.6%Cr,0.7%C دارد.

تنگستن در صنایع مواد سخت بصورت کاربید تنگستن استفاده می شود که یکی از اجزای اصلی در ابزارهای برش کاربیدی سینتر شده است.بدلیل تولید مشکل این کاربیدها، کاربیدهای سینتر شده بندرت در مقاطع بزرگتر از 2 اینچ مربع تولید می شوند.تیغه  های کاربیدی یا بطور مکانیکی یا با لحیم کاری به فولاد ابزار کربنی متوسط یا چدنی متصل شده و ابزار برش را تشکیل می دهند.تیغه های کاربید تنگستن در ابزار های برش دستگاه تراش، مته ها و برقو ها بکار می روند.هم چنین در گشش سیم از قالبهای کاربید تنگستن بسیار سخت استفاده می شود.

اگر به ترکیب فولاد زنگ نزن 18/8 تنکستن اضافه شود به علت ماهیت کاربید زایی قوی آن ، سعی دارد از خوردگی بین دانه ای یا فاسد شدن جوش جلوگیری کند.تنگستن به فولادهای مقاوم به حرارت و نیکل-کروم اضافه می شود تا استحکام در دماهای بالا را افزایش دهد.یکی از این فولادها شامل 23%Cr,12%Ni,3% W است.

تنگستن بندرت به چدن اضافه می شود با این وجود معمولا درصدی در قراضه هایی از جنس فولادهای تند بر در ترکیب دیده می شود.



ارسال توسط محسن حیدری
آخرين مطالب
کارت اعتباری ویزا

کتاب کسب درآمد از اینترنت در ۷ روز

آدرس مجازی خارجی برای گوگل ادسنس