Carburo de tungsteno – Tabla de materiales – Aplicaciones – Precio

Acerca del carburo de tungsteno

El carburo de tungsteno es un carburo muy denso que contiene partes iguales de átomos de tungsteno y carbono. En su forma más básica, el carburo de tungsteno es un polvo gris fino, pero se puede prensar y darle forma a través de un proceso llamado sinterización para su uso en maquinaria industrial, herramientas de corte, abrasivos, conchas perforadoras de armaduras y joyería. El carburo de tungsteno es aproximadamente dos veces más rígido (alto módulo de elasticidad) que el acero. El carburo de tungsteno tiene una resistencia al impacto muy alta y tiene una resistencia muy alta para un material tan duro y rígido. La resistencia a la compresión es más alta que prácticamente todos los metales y aleaciones fundidos y fundidos o forjados. Con el aumento de temperatura a 1400 ° F, el carburo de tungsteno retiene gran parte de su dureza a temperatura ambiente. 

Resumen

Nombre	Carburo de tungsteno
Fase en STP	sólido
Densidad	14500 kg / m3
Resistencia a la tracción	370 MPa
Límite de elastacidad	330 MPa
Módulo de Young	600 GPa
Dureza Brinell	25000 BHN
Punto de fusion	2867 ° C
Conductividad térmica	110 W / mK
Capacidad calorífica	292 J / g K
Precio	300 $ / kg

Composición de carburo de tungsteno

El carburo de tungsteno se prepara mediante la reacción del metal de tungsteno y el carbono a 1400-2000 ° C. El carburo de tungsteno en polvo se mezcla con otro metal en polvo, generalmente el cobalto se puede prensar y darle forma a través de un proceso llamado sinterización. La sinterización se lleva a cabo normalmente por debajo de la temperatura de fusión, por lo que normalmente no está presente una fase líquida. La sinterización se elige a menudo como proceso de conformación para materiales con puntos de fusión extremadamente altos, como las cerámicas de tungsteno, molibdeno o dióxido de uranio. 

Aplicaciones del carburo de tungsteno

La minería y el procesamiento de minerales exigen máquinas y componentes resistentes al desgaste, porque las energías y masas de los cuerpos que interactúan son importantes. Para ello se deben utilizar materiales con la mayor resistencia al desgaste. Por ejemplo, el carburo de tungsteno se usa ampliamente en la minería en brocas para roca con martillo en cabeza, martillos de fondo de pozo, cortadores de rodillos, cinceles de arado de pared larga, picos de corte de pared larga, escariadores de elevación y tuneladoras. Los compuestos cementados de carburo de tungsteno-cobalto son conocidos por muchos nombres comerciales diferentes, incluidos Widia y Carboloy. 

Propiedades mecánicas del carburo de tungsteno

Resistencia del carburo de tungsteno

En mecánica de materiales, la resistencia de un material es su capacidad para soportar una carga aplicada sin fallas ni deformaciones plásticas. La resistencia de los materiales básicamente considera la relación entre las cargas externas aplicadas a un material y la deformación resultante o cambio en las dimensiones del material. Al diseñar estructuras y máquinas, es importante considerar estos factores, a fin de que el material seleccionado tenga la resistencia adecuada para resistir las cargas o fuerzas aplicadas y conservar su forma original.

La resistencia de un material es su capacidad para soportar esta carga aplicada sin fallas ni deformaciones plásticas. Para la tensión de tracción, la capacidad de un material o estructura para soportar cargas que tienden a alargarse se conoce como resistencia máxima a la tracción (UTS). El límite elástico o límite elástico es la propiedad del material definida como el esfuerzo en el que un material comienza a deformarse plásticamente, mientras que el límite elástico es el punto donde comienza la deformación no lineal (elástica + plástica). En caso de tensión de tensión de una barra uniforme (curva tensión-deformación), la  ley de Hooke describe el comportamiento de una barra en la región elástica. El módulo de elasticidad de Young es el módulo de elasticidad para esfuerzos de tracción y compresión en el régimen de elasticidad lineal de una deformación uniaxial y generalmente se evalúa mediante ensayos de tracción.

Ver también: Resistencia de los materiales

Máxima resistencia a la tracción del carburo de tungsteno

La resistencia máxima a la tracción del carburo de tungsteno es de 370 MPa.

Límite de elastacidad del carburo de tungsteno

El límite elástico del carburo de tungsteno  es de 330 MPa.

Módulo de Young del carburo de tungsteno

El módulo de Young del carburo de tungsteno es de 600 MPa.

Dureza del carburo de tungsteno

En la ciencia de los materiales, la  dureza  es la capacidad de resistir  la hendidura de la superficie  ( deformación plástica localizada ) y el  rayado . La prueba de dureza Brinell  es una de las pruebas de dureza por indentación, que se ha desarrollado para las pruebas de dureza. En las pruebas Brinell, se fuerza un penetrador esférico duro  bajo una carga específica en la superficie del metal que se va a probar.

El  número de dureza Brinell  (HB) es la carga dividida por el área de la superficie de la muesca. El diámetro de la impresión se mide con un microscopio con una escala superpuesta. El número de dureza Brinell se calcula a partir de la ecuación:

La dureza Brinell del carburo de tungsteno es de aproximadamente 25000 BHN (convertido).

Ver también: dureza de materiales

Propiedades térmicas del carburo de tungsteno

Carburo de tungsteno – Punto de fusión

Punto de carburo de tungsteno de fusión es de 2867 ° C .

Tenga en cuenta que estos puntos están asociados con la presión atmosférica estándar. En general, la  fusión  es un  cambio  de fase de una sustancia de la fase sólida a la líquida. El  punto  de fusión de una sustancia es la temperatura a la que se produce este cambio de fase. El  punto de fusión  también define una condición en la que el sólido y el líquido pueden existir en equilibrio. Para varios compuestos químicos y aleaciones, es difícil definir el punto de fusión, ya que generalmente son una mezcla de varios elementos químicos.

Carburo de tungsteno – Conductividad térmica

La conductividad térmica del carburo de tungsteno  es  110 W / (m · K) .

Las características de transferencia de calor de un material sólido se miden mediante una propiedad llamada  conductividad térmica , k (o λ), medida en  W / mK . Es una medida de la capacidad de una sustancia para transferir calor a través de un material por  conducción . Tenga en cuenta que  la ley de Fourier se  aplica a toda la materia, independientemente de su estado (sólido, líquido o gas), por lo que también se define para líquidos y gases.

La  conductividad térmica  de la mayoría de los líquidos y sólidos varía con la temperatura. Para los vapores, también depende de la presión. En general:

La mayoría de los materiales son casi homogéneos, por lo que normalmente podemos escribir  k = k (T) . Se asocian definiciones similares con las conductividades térmicas en las direcciones y y z (ky, kz), pero para un material isótropo, la conductividad térmica es independiente de la dirección de transferencia, kx = ky = kz = k.

Carburo de tungsteno – Calor específico

El calor específico de carburo de tungsteno es 292 J / g K .

El calor específico, o capacidad calorífica específica,  es una propiedad relacionada con la energía interna  que es muy importante en termodinámica. Las  propiedades intensivas  c _v  y  c _p  se definen para sustancias compresibles simples puras como derivadas parciales de la  energía interna  u (T, v)  y la  entalpía  h (T, p) , respectivamente: 

donde los subíndices  v  y  p  denotan las variables que se mantienen fijas durante la diferenciación. Las propiedades  c _v  y  c _p  se denominan  calores específicos  (o  capacidades caloríficas ) porque, en determinadas condiciones especiales, relacionan el cambio de temperatura de un sistema con la cantidad de energía añadida por la transferencia de calor. Sus unidades SI son  J / kg K  o  J / mol K .

Propiedades y precios de otros materiales

tabla-de-materiales-en-resolución-8k