Semente karbür ve süperalaşım arasındaki farkı öğrenmek için bir dakika

Semente karbürün tabanı iki kısımdan oluşur: bir kısmı sertleştirilmiş fazdır; diğer kısım bağlı metaldir.

Sertleştirilmiş faz, tungsten karbür, titanyum karbür ve tantal karbür gibi periyodik tablodaki bir geçiş metali karbürdür. Sertlikleri yüksektir, erime noktası 2000 °C'nin üzerindedir ve bazıları 4000 °C'yi bile aşmaktadır. Ek olarak, geçiş metallerinin nitrürleri, borürleri ve silisitleri benzer özelliklere sahiptir ve sinterlenmiş karbürlerde sertleştirilmiş fazlar olarak da işlev görebilir. Sertleştirilmiş fazın varlığı, alaşımın son derece yüksek sertliğini ve aşınma direncini belirler. Bağlayıcı metal genellikle bir demir grubu metalidir ve yaygın olarak kobalt ve nikel kullanılır.

Çimentolu karbür üretilirken, kullanılan hammadde tozu 1 ila 2 mikron arasında bir parçacık boyutuna sahiptir ve oldukça saftır. Hammaddeler, belirtilen bileşim oranına göre bileşik haline getirilir, alkol veya başka bir ortamla ilave edilir, ıslak bir bilyalı değirmende ıslak öğütülür, böylece iyice karıştırılır ve toz haline getirilir, kurutulur, elenir ve daha sonra gibi bir kalıplama maddesi ile ilave edilir. balmumu veya tutkal ile kurutulur ve geçirilir. Karışımı eleyin. Daha sonra, karışım granüle edildiğinde, preslendiğinde ve bağlayıcı metalin erime noktasına yakın bir sıcaklığa (1300 ila 1500 ° C) kadar ısıtıldığında, sertleştirilmiş faz bağlayıcı metali ile ötektik bir alaşım oluşturur. Soğutulduktan sonra sertleştirilmiş fazlar, katı bir bütün oluşturmak için birbirine sıkıca bağlı olan bağlı metallerden oluşan bir ızgaraya dağıtılır. Semente karbürün sertliği, sertleştirilmiş fazın içeriğine ve tane boyutuna bağlıdır, yani, sertleştirilmiş fazın içeriği ne kadar yüksekse ve tane ne kadar ince olursa, sertlik o kadar büyük olur. Semente karbürün sertliği, bağ metali tarafından belirlenir. Bağ metal içeriği ne kadar yüksek olursa, eğilme mukavemeti o kadar büyük olur.

1923'te Almanya'nın Schreiter'i, tungsten karbür tozuna bir bağlayıcı olarak 20% kobalta 10% ekleyerek sertlikteki elmastan sonra ikinci olan yeni bir tungsten karbür ve kobalt alaşımı icat etti. İlk tip semente karbür. Bu alaşımdan yapılmış bir alet çeliği kestiğinde, bıçak çabuk aşınır ve bıçağın kenarı bile kırılır. 1929'da Amerika Birleşik Devletleri'ndeki Schwarzkov, orijinal bileşime belirli bir miktarda tungsten karbür ve titanyum karbür karmaşık karbürleri ekledi ve bu da takım kesme çeliğinin performansını geliştirdi. Bu, semente karbür gelişimi tarihinde bir başka başarıdır.

Çimentolu karbür, yüksek sertlik, aşınma direnci, mukavemet ve tokluk, ısı direnci ve korozyon direnci gibi bir dizi mükemmel özelliğe sahiptir, özellikle 500 ° C sıcaklıkta bile temelde değişmeden kalan yüksek sertlik ve aşınma direnci. 1000 ° C'de yüksek sertlik. Karbür, dökme demir, demir dışı metaller, plastikler, kimyasal elyaf, grafit, cam, taş ve sıradan çeliği kesmek için tornalama takımları, freze bıçakları, planya makineleri, matkaplar, delme aletleri vb.Gibi bir alet malzemesi olarak yaygın olarak kullanılmaktadır. , ısıya dayanıklı çelik, paslanmaz çelik, yüksek manganlı çelik ve takım çeliği gibi işlenmesi zor malzemelerin kesilmesi için de kullanılabilir. Yeni çimentolu karbür takımların kesme hızı şimdi karbon çeliğinden birkaç yüz kat daha fazladır.

Çimentolu karbür, kaya delme aletleri, madencilik aletleri, delme aletleri, ölçüm mastarları, aşınma parçaları, metal taşlama aletleri, silindir gömlekleri, hassas rulmanlar, nozullar, vb yapmak için de kullanılabilir. Kaplamalı çimentolu karbür de yaklaşık yirmi yıldır mevcuttur. 1969'da İsveç başarıyla bir titanyum karbür katmanlama aleti geliştirdi. Aletin tabanı tungsten-titanyum kobalt sert alaşımı veya tungsten-kobalt sert alaşımıdır. Yüzey titanyum karbür kaplamanın kalınlığı sadece birkaç mikrometredir, ancak aynı sınıf alaşım aracıyla karşılaştırılmıştır. Servis ömrü 3 kat uzatılır ve kesme hızı 25% ile 50%'ye çıkarılır. Dördüncü nesil kaplama aletleri 1970'lerde zor malzemeleri kesmek için ortaya çıktı.

Süper alaşımlar genellikle 700 ° C (hatta 1000 ° C) üzerindeki sıcaklıklarda çalışır ve oksidasyon direnci ve yüksek sıcaklık mukavemeti gibi özel özelliklere sahip olmalıdır.

Oksidasyon ve korozyon metallerin zayıf noktalarıdır. Yüksek sıcaklık koşullarında, metallerin oksidatif korozyon reaksiyonu büyük ölçüde hızlandırılacaktır. Sonuç olarak, metalin yüzeyi pürüzlü olacak, doğruluğunu ve mukavemetini etkileyecek ve parçalar bile hurdaya ayrılacaktır. Korozif ortamın yüksek sıcaklık koşullarında (yüksek sıcaklık ve yüksek basınçlı benzin yanmasından sonra gazdaki fosfor, kükürt ve vanadyum gibi) çalışırsa, korozyon etkisi daha güçlüdür, bu nedenle yüksek sıcaklık alaşımının oksidasyona karşı yüksek direnci ve aşınma.

Çok yüksek sıcaklıklarda çalışan süper alaşımlar, belirli sıcaklıklara ve streslere maruz kaldıklarından emin olmak için yeterli sürünme direncine (yani, belirli stres altında katı malzemelerin yavaş ve sürekli deformasyonu) sahip olmalıdır. Uzun saatler çalışarak, toplam deformasyon hala belirli bir tolerans dahilindedir.

Süper alaşımlar yüksek sıcaklık koşullarında veya alternatif sıcaklık koşullarında çalışır, normal sıcaklıktan daha fazla yorgunluk arızasına eğilimlidir veya çalışma sırasında tekrarlanan hızlı soğuk ve ısı değişikliklerinden dolayı önemli termal strese neden olur. Süper alaşımlar yorgunluğa karşı iyi bir dirence sahip olmalıdır (yani, uzun süreli değişen yükler altında malzemelerin veya parçaların ani kırılması).

Refrakter metallere dayanan en son yüksek teknoloji ürünü, yüksek sıcaklık alaşımlarının ihtiyaçlarını karşılamak için (W erime noktası 3400 ° C, Re3160 ° C, Ta 2996 ° C, Mo 2615 ° C, Nb 2415 ° C) çalışabilir 1500 ° C'nin üzerindeki yüksek nem ortamında, yüksek sıcaklıkta, yüksek stresli ortamlarda çalışan Uzay Aracı bileşenlerinin üretimi için uygundur. Ateşe dayanıklı metaller arasında, Ta ve Nb alaşımları yüksek sıcaklık direnci ve korozyon direnci, yüksek mukavemet ve sertlik özelliklerine sahiptir. Bizmut bazlı bazı alaşımlar, nikel bazlı alaşımlardan 300 ila 500 ° C daha yüksek olan 1300 ila 1600 ° C aralığında çalışabilir. Çin'de geliştirilen ve W8% ve Hf2% içeren bizmut bazlı bir alaşım, 2000 ° C'lik ultra yüksek sıcaklıkta hala yüksek mukavemete, iyi işlenebilirliğe ve kaynaklanabilirliğe sahiptir ve daha ideal bir süper alaşımdır. Sermetler bazen süper alaşımlara da dahil edilir.