सीमेंटेड कार्बाइड और सुपरलाइल के बीच अंतर जानने के लिए एक मिनट

सीमेंटेड कार्बाइड के आधार में दो भाग होते हैं: एक भाग कठोर चरण है; दूसरा भाग बंधी हुई धातु है।

कठोर चरण आवर्त सारणी में एक संक्रमण धातु कार्बाइड है, जैसे टंगस्टन कार्बाइड, टाइटेनियम कार्बाइड और टैंटलम कार्बाइड। उनकी कठोरता अधिक है, गलनांक 2000 डिग्री सेल्सियस से ऊपर है, और कुछ 4000 डिग्री सेल्सियस से भी अधिक है। इसके अलावा, संक्रमण धातुओं के नाइट्राइड्स, बोराइड्स और सिलिकाइड्स में समान गुण होते हैं और सीमेंटेड कार्बाइड्स में कठोर चरणों के रूप में भी कार्य कर सकते हैं। कठोर चरण की उपस्थिति मिश्र धातु की अत्यधिक उच्च कठोरता और पहनने के प्रतिरोध को निर्धारित करती है। बाइंडर धातु आम तौर पर एक लोहे के समूह की धातु होती है, और कोबाल्ट और निकल का आमतौर पर उपयोग किया जाता है।

सीमेंटेड कार्बाइड का निर्माण करते समय, उपयोग किए जाने वाले कच्चे माल के पाउडर का कण आकार 1 से 2 माइक्रोन के बीच होता है और यह अत्यधिक शुद्ध होता है। कच्चे माल को निर्दिष्ट संरचना अनुपात के अनुसार मिश्रित किया जाता है, शराब या अन्य माध्यम के साथ जोड़ा जाता है, गीली बॉल मिल में गीला-पीस दिया जाता है, ताकि वे अच्छी तरह मिश्रित और चूर्णित, सूखे, छलनी हो, और फिर मोल्डिंग एजेंट के साथ जोड़ा जा सके जैसे कि मोम या गोंद, और फिर सूख गया और पारित हो गया। मिश्रण को छान लें। फिर, जब मिश्रण को दानेदार धातु (1300 से 1500 डिग्री सेल्सियस) के पिघलने बिंदु के करीब तापमान पर दबाया जाता है, दबाया जाता है और गर्म किया जाता है, तो कठोर चरण बाइंडर धातु के साथ एक यूटेक्टिक मिश्र धातु बनाता है। ठंडा करने के बाद, कठोर चरणों को बंधी हुई धातुओं के एक ग्रिड में वितरित किया जाता है जो एक ठोस पूरे बनाने के लिए एक दूसरे से निकटता से जुड़े होते हैं। सीमेंटेड कार्बाइड की कठोरता कठोर चरण की सामग्री और अनाज के आकार पर निर्भर करती है, अर्थात कठोर चरण की सामग्री जितनी अधिक होगी और अनाज जितना महीन होगा, कठोरता उतनी ही अधिक होगी। सीमेंटेड कार्बाइड की कठोरता बांड धातु द्वारा निर्धारित की जाती है। बंधन धातु सामग्री जितनी अधिक होगी, उतनी ही अधिक लचीली ताकत होगी।

1923 में, जर्मनी के Schreiter ने टंगस्टन कार्बाइड पाउडर के लिए बाइंडर के रूप में कोबाल्ट के 10% से 20% को जोड़ा, टंगस्टन कार्बाइड और कोबाल्ट के एक नए मिश्र धातु का आविष्कार किया, जो कठोरता में हीरे के बाद दूसरे स्थान पर है। सीमेंटेड कार्बाइड का पहला प्रकार। जब इस मिश्र धातु से बना उपकरण स्टील को काटता है, तो ब्लेड जल्दी खराब हो जाता है और ब्लेड का किनारा भी टूट जाता है। 1929 में, संयुक्त राज्य अमेरिका में श्वार्जकोव ने मूल संरचना में टंगस्टन कार्बाइड और टाइटेनियम कार्बाइड की एक निश्चित मात्रा में जटिल कार्बाइड को जोड़ा, जिससे उपकरण काटने वाले स्टील के प्रदर्शन में सुधार हुआ। सीमेंटेड कार्बाइड के विकास के इतिहास में यह एक और उपलब्धि है।

सीमेंटेड कार्बाइड में उच्च कठोरता, पहनने के प्रतिरोध, ताकत और क्रूरता, गर्मी प्रतिरोध और संक्षारण प्रतिरोध, विशेष रूप से इसकी उच्च कठोरता और पहनने के प्रतिरोध जैसे उत्कृष्ट गुणों की एक श्रृंखला है, जो मूल रूप से 500 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर भी अपरिवर्तित रहती है। 1000 डिग्री सेल्सियस पर उच्च कठोरता। कच्चा लोहा, अलौह धातु, प्लास्टिक, रासायनिक फाइबर, ग्रेफाइट, कांच, पत्थर और साधारण स्टील काटने के लिए कार्बाइड का व्यापक रूप से उपकरण सामग्री के रूप में उपयोग किया जाता है, जैसे टर्निंग टूल्स, मिलिंग कटर, प्लानर, ड्रिल, बोरिंग टूल्स इत्यादि। , का उपयोग हार्ड-टू-मशीन सामग्री जैसे गर्मी प्रतिरोधी स्टील, स्टेनलेस स्टील, उच्च मैंगनीज स्टील और टूल स्टील को काटने के लिए भी किया जा सकता है। नए सीमेंटेड कार्बाइड टूल्स की काटने की गति अब कार्बन स्टील से कई सौ गुना अधिक है।

सीमेंटेड कार्बाइड का उपयोग रॉक ड्रिलिंग टूल्स, माइनिंग टूल्स, ड्रिलिंग टूल्स, मेजरिंग गेज, वियर पार्ट्स, मेटल ग्राइंडिंग टूल्स, सिलेंडर लाइनर्स, प्रिसिजन बेयरिंग, नोजल आदि बनाने के लिए भी किया जा सकता है। कोटेड सीमेंटेड कार्बाइड भी लगभग दो दशकों से उपलब्ध है। 1969 में, स्वीडन ने टाइटेनियम कार्बाइड लेयरिंग टूल को सफलतापूर्वक विकसित किया। उपकरण का आधार टंगस्टन-टाइटेनियम कोबाल्ट हार्ड मिश्र धातु या टंगस्टन-कोबाल्ट हार्ड मिश्र धातु है। सतह टाइटेनियम कार्बाइड कोटिंग की मोटाई केवल कुछ माइक्रोमीटर है, लेकिन समान ग्रेड मिश्र धातु उपकरण की तुलना में। सेवा जीवन 3 गुना बढ़ाया जाता है और काटने की गति 25% से 50% तक बढ़ जाती है। कोटिंग उपकरण की चौथी पीढ़ी 1970 के दशक में कठिन सामग्रियों को काटने के लिए दिखाई दी।

Superalloys आमतौर पर 700 ° C (या 1000 ° C) से ऊपर के तापमान पर काम करते हैं और इसमें ऑक्सीकरण प्रतिरोध और उच्च तापमान शक्ति जैसे विशेष गुण होने चाहिए।

ऑक्सीकरण और क्षरण धातुओं के कमजोर बिंदु हैं। उच्च तापमान की स्थिति में, धातुओं की ऑक्सीडेटिव जंग प्रतिक्रिया बहुत तेज हो जाएगी। नतीजतन, धातु की सतह खुरदरी हो जाएगी, जिससे इसकी सटीकता और ताकत प्रभावित होगी, और यहां तक कि इसके पुर्जे भी खराब हो जाएंगे। यदि यह संक्षारक माध्यम की उच्च तापमान स्थितियों (जैसे उच्च तापमान और उच्च दबाव गैसोलीन दहन के बाद गैस में फास्फोरस, सल्फर और वैनेडियम) के तहत काम करता है, तो संक्षारण प्रभाव अधिक मजबूत होता है, इसलिए उच्च तापमान मिश्र धातु में ऑक्सीकरण के लिए उच्च प्रतिरोध होना चाहिए और जंग।

बहुत अधिक तापमान पर काम करने वाले सुपरलॉयज़ में पर्याप्त रेंगना प्रतिरोध (यानी, कुछ तनाव के तहत ठोस पदार्थों का धीमा और निरंतर विरूपण) होना चाहिए ताकि यह सुनिश्चित हो सके कि वे कुछ तापमान और तनाव के अधीन हैं। लंबे समय तक काम करना, कुल विरूपण अभी भी एक निश्चित सहनशीलता के भीतर है।

Superalloys उच्च तापमान स्थितियों के तहत या वैकल्पिक तापमान स्थितियों के तहत काम करते हैं, सामान्य तापमान की तुलना में थकान की विफलता के लिए अधिक प्रवण होते हैं, या काम के दौरान बार-बार तेजी से ठंड और गर्मी में बदलाव के कारण काफी थर्मल तनाव पैदा करते हैं। Superalloys में थकान के लिए अच्छा प्रतिरोध होना चाहिए (यानी, लंबे समय तक अलग-अलग भार के तहत सामग्री या भागों का अचानक टूटना)।

नवीनतम उच्च तकनीक की जरूरतों को पूरा करने के लिए, दुर्दम्य धातुओं पर आधारित उच्च तापमान मिश्र धातु (W गलनांक 3400 ° C, Re3160 ° C, Ta 2996 ° C, Mo 2615 ° C, Nb 2415 ° C) काम कर सकते हैं। 1500 डिग्री सेल्सियस से ऊपर उच्च आर्द्रता वाले वातावरण में, उच्च तापमान, उच्च तनाव वाले वातावरण में काम करने वाले अंतरिक्ष यान घटकों के निर्माण के लिए उपयुक्त। दुर्दम्य धातुओं में, टा और नायब के मिश्र धातुओं में उच्च तापमान प्रतिरोध और संक्षारण प्रतिरोध, और उच्च शक्ति और कठोरता की विशेषताएं हैं। कुछ बिस्मथ आधारित मिश्र 1300 से 1600 डिग्री सेल्सियस की सीमा में काम कर सकते हैं, जो निकल आधारित मिश्र धातुओं की तुलना में 300 से 500 डिग्री सेल्सियस अधिक है। चीन में विकसित एक बिस्मथ-आधारित मिश्र धातु, जिसमें W8% और Hf2% शामिल हैं, में अभी भी उच्च शक्ति, अच्छी मशीनेबिलिटी और 2000 डिग्री सेल्सियस के अति-उच्च तापमान पर वेल्डेबिलिटी है, और यह एक अधिक आदर्श सुपरलॉय है। Cermets को कभी-कभी superalloys में भी शामिल किया जाता है।