Carboneto de Tungstênio – Tabela de materiais – Aplicações – Preço

Sobre Carboneto de Tungstênio

O carboneto de tungstênio é um carboneto muito denso contendo partes iguais de tungstênio e átomos de carbono. Em sua forma mais básica, o carboneto de tungstênio é um pó fino cinza, mas pode ser prensado e moldado em formas através de um processo chamado sinterização para uso em máquinas industriais, ferramentas de corte, abrasivos, conchas perfurantes e joias. O carboneto de tungstênio é aproximadamente duas vezes mais rígido (alto módulo de elasticidade) que o aço. O carboneto de tungstênio tem uma resistência ao impacto muito alta e tem uma resistência muito alta para um material tão duro e rígido. A resistência à compressão é maior do que praticamente todos os metais e ligas fundidos e fundidos ou forjados. Com o aumento da temperatura para 1400 °F, o carboneto de tungstênio retém grande parte de sua dureza à temperatura ambiente.

Composição do Carboneto de Tungstênio

O carboneto de tungstênio é preparado pela reação de metal de tungstênio e carbono a 1400–2000 °C. O carboneto de tungstênio em pó é misturado com outro metal em pó, geralmente o cobalto pode ser prensado e moldado em formas através de um processo chamado sinterização. A sinterização é geralmente realizada abaixo da temperatura de fusão, de modo que uma fase líquida normalmente não está presente. A sinterização é frequentemente escolhida como o processo de moldagem para materiais com pontos de fusão extremamente altos, como cerâmicas de tungstênio, molibdênio ou dióxido de urânio. 

Aplicações de Carboneto de Tungstênio

A mineração e o processamento mineral exigem máquinas e componentes resistentes ao desgaste, porque as energias e as massas dos corpos que interagem são significativas. Para isso, devem ser usados ​​materiais com a maior resistência ao desgaste. Por exemplo, o carboneto de tungstênio é usado extensivamente na mineração em brocas de perfuração de rocha de martelo superior, martelos de fundo de poço, cortadores de rolos, cinzéis de arado de parede longa, picaretas de cisalhamento de parede longa, alargadores de perfuração e máquinas de perfuração de túneis. Os compósitos cimentados de carboneto de tungstênio-cobalto são conhecidos por muitos nomes comerciais diferentes, incluindo Widia e Carboloy. 

Propriedades mecânicas do Carboneto de Tungstênio

Força do Carboneto de Tungstênio

Na mecânica dos materiais, a resistência de um material é sua capacidade de suportar uma carga aplicada sem falha ou deformação plástica. A resistência dos materiais considera basicamente a relação entre as cargas externas aplicadas a um material e a deformação resultante ou alteração nas dimensões do material. Ao projetar estruturas e máquinas, é importante considerar esses fatores, para que o material selecionado tenha resistência adequada para resistir às cargas ou forças aplicadas e manter sua forma original.

A resistência de um material é a sua capacidade de suportar esta carga aplicada sem falha ou deformação plástica. Para tensão de tração, a capacidade de um material ou estrutura de suportar cargas que tendem a se alongar é conhecida como resistência à tração final (UTS). O limite de escoamento ou tensão de escoamento é a propriedade do material definida como a tensão na qual um material começa a se deformar plasticamente, enquanto o ponto de escoamento é o ponto onde a deformação não linear (elástica + plástica) começa. No caso de tensão de tração de uma barra uniforme (curva tensão-deformação), a lei de Hooke descreve o comportamento de uma barra na região elástica. O módulo de elasticidade de Young é o módulo de elasticidade para tensões de tração e compressão no regime de elasticidade linear de uma deformação uniaxial e geralmente é avaliado por ensaios de tração.

Veja também: Resistência dos Materiais

Resistência à tração final do Carboneto de Tungstênio

A resistência à tração final do Carboneto de Tungstênio é de 370 MPa.

Força de rendimento de Carboneto de Tungstênio

O limite de escoamento do Carboneto de Tungstênio é de 330 MPa.

Módulo de elasticidade do Carboneto de Tungstênio

O módulo de elasticidade de Young do Carboneto de Tungstênio é de 600 MPa.

Dureza do Carboneto de Tungstênio

Na ciência dos materiais, a dureza é a capacidade de suportar o recuo da superfície (deformação plástica localizada) e arranhões. O teste de dureza Brinell  é um dos testes de dureza de indentação, que foi desenvolvido para testes de dureza. Nos testes Brinell, um penetrador esférico duro é forçado sob uma carga específica na superfície do metal a ser testado.

O número de dureza Brinell (HB) é a carga dividida pela área da superfície da indentação. O diâmetro da impressão é medido com um microscópio com uma escala sobreposta. O número de dureza Brinell é calculado a partir da equação:

A dureza Brinell do Carboneto de Tungstênio é de aproximadamente 25000 BHN (convertido).

Veja também: Dureza dos Materiais

Propriedades térmicas do Carboneto de Tungstênio

Carboneto de Tungstênio – Ponto de fusão

O ponto de fusão do Carboneto de Tungstênio é 2867 °C.

Observe que esses pontos estão associados à pressão atmosférica padrão. Em geral, a fusão é uma mudança de fase de uma substância da fase sólida para a líquida. O ponto de fusão de uma substância é a temperatura na qual essa mudança de fase ocorre. O ponto de fusão também define uma condição na qual o sólido e o líquido podem existir em equilíbrio. Para vários compostos químicos e ligas, é difícil definir o ponto de fusão, pois geralmente são uma mistura de vários elementos químicos.

Carboneto de Tungstênio – Condutividade Térmica

A condutividade térmica do Carboneto de Tungstênio é 110 W/(m·K).

As características de transferência de calor de um material sólido são medidas por uma propriedade chamada condutividade térmica, k (ou λ), medida em W/mK. É uma medida da capacidade de uma substância de transferir calor através de um material por condução. Observe que a lei de Fourier se aplica a toda matéria, independentemente de seu estado (sólido, líquido ou gasoso), portanto, também é definida para líquidos e gases.

A condutividade térmica da maioria dos líquidos e sólidos varia com a temperatura. Para vapores, também depende da pressão. No geral:

A maioria dos materiais são quase homogêneos, portanto, geralmente podemos escrever k = k(T). Definições semelhantes estão associadas a condutividades térmicas nas direções y e z (ky, kz), mas para um material isotrópico a condutividade térmica é independente da direção de transferência, kx = ky = kz = k.

Carboneto de Tungstênio – Calor Específico

O calor específico do Carboneto de Tungstênio é 292 J/g K.

Calor específico, ou capacidade calorífica específica, é uma propriedade relacionada à energia interna que é muito importante na termodinâmica. As propriedades intensivas c_v e c_p são definidas para substâncias compressíveis puras simples como derivadas parciais da energia interna u(T, v) e entalpia  h(T, p), respectivamente: 

onde os subscritos v e p denotam as variáveis ​​mantidas fixas durante a diferenciação. As propriedades c_v e c_p são chamadas de calores específicos (ou capacidades de calor) porque, sob certas condições especiais, elas relacionam a mudança de temperatura de um sistema com a quantidade de energia adicionada pela transferência de calor. Suas unidades no SI são J/kg K ou J/mol K.

Propriedades e preços de outros materiais

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