Eigenschaften von Wolframlegierungen

1.Dichte

Wolfram hat eine hohe Dichte von bis zu 19,3 g/cm³, was den Wolframlegierungen eine hohe Dichte verleiht. Ihre Dichten liegen typischerweise zwischen 16,5 und 19,0 g/cm³. Gängige Wolfram-Nickel-Eisen-Legierungen beispielsweise haben im Allgemeinen eine Dichte zwischen 17,0 und 18,5 g/cm³, während die Dichte von Wolfram-Kupfer-Legierungen je nach Kupfergehalt zwischen 16,5 und 18,0 g/cm³ schwankt. Wolfram-Kobalt-Legierungen (Hartmetallbuchsen) weisen in der Regel Dichten im Bereich von 14,0-15,0 g/cm³ auf. Wenn Sie wissen möchten Eigenschaften von Wolframkarbid klicken Sie bitte hier.

2. die Zugfestigkeit

As-gesinterter Zustand: Die Zugfestigkeit von Wolfram-Legierungen die durch pulvermetallurgisches Sintern hergestellt wird, liegt typischerweise im Bereich von 600-1000 MPa. In diesem Zustand ist das Mikrogefüge der Legierung relativ porös und enthält bestimmte Hohlräume, was die Festigkeit einschränkt.

Bearbeiteter und verfestigter Zustand: Nach Verfestigungsbehandlungen wie Schmieden oder Walzen kann die Zugfestigkeit von Wolframlegierungen erheblich gesteigert werden und Werte zwischen 1300-2000 MPa oder sogar höher erreichen. Diese Verbesserung wird auf die Kornverfeinerung, ein dichteres Gefüge und eine Zunahme der Kristalldefekte (z. B. Versetzungen) durch den Verformungsprozess zurückgeführt. Diese Faktoren behindern die Schlupfverformung unter Last und erhöhen so die Zugfestigkeit. So kann beispielsweise die Zugfestigkeit von Hochleistungs-Wolframlegierungen, die speziellen Walzverfahren unterzogen werden, 2000 MPa übersteigen.

3. die Streckgrenze

As-gesinterter Zustand: Die Streckgrenze von as-gesinterten Wolframlegierungen liegt in der Regel zwischen 400 und 800 MPa. Das Vorhandensein von inneren Poren und einer relativ schwachen Korngrenzenbindung bedeutet, dass die plastische Verformung bereits bei relativ geringen Spannungen einsetzen kann.

4. die Dehnung

As-gesinterter Zustand: Die Dehnung von as-gesinterten Wolframlegierungen liegt im Allgemeinen zwischen 10%-30%. Die unzureichend dichte innere Struktur des Sinterkörpers, die bestimmte Defekte enthält, macht ihn anfällig für die Rissausbreitung bei Zugbelastung, was zu einem früheren Bruch und damit zu einer relativ geringeren Dehnung führt.

Bearbeiteter und wärmebehandelter Zustand: Geeignete Verarbeitungs- und Wärmebehandlungsverfahren, wie z. B. Warmstrangpressen oder Glühen, können die Mikrostruktur der Legierung verbessern, einige innere Defekte beseitigen und die Plastizität und Zähigkeit des Materials erhöhen. Dies führt zu einer verbesserten Dehnung, wobei einige Wolframlegierungen eine Dehnung von 30%-50% erreichen. So können Wolframlegierungen, die einer sorgfältig konzipierten Warmumformung und Glühbehandlung unterzogen werden, eine Dehnung von etwa 40% erreichen.

5. die Härte

Brinell-Härte (HB)

As-gesinterter Zustand: Die Brinellhärte von gesinterten Wolframlegierungen liegt in der Regel zwischen 200 und 350 HB. Der begrenzte Grad der Verdichtung in diesem Zustand führt zu einer relativ geringeren Härte.

Verfestigter Zustand: Nach Verfestigungsbehandlungen (z. B. Hinzufügen von Hartphasen, Kaltverfestigung) nimmt die Härte der Legierung erheblich zu, wobei die Brinellhärte 400-600 HB oder mehr erreicht. So kann die Brinellhärte von Wolframlegierungen mit hochharten Karbidpartikeln nach einer speziellen Bearbeitung 600 HB übersteigen.

Rockwell-Härte (HRC): Die Rockwell-Härte von Wolframlegierungen liegt im Allgemeinen im Bereich von 30-50 HRC. Der spezifische Wert variiert je nach Legierungszusammensetzung und Verarbeitungstechnologie. Durch Anpassung der Legierungselemente und der Wärmebehandlungsverfahren kann die Rockwell-Härte innerhalb eines geeigneten Bereichs gesteuert werden, um verschiedenen Anwendungsanforderungen gerecht zu werden.

6.Elastischer Modul

Der Elastizitätsmodul von Wolframlegierungen liegt in der Regel zwischen 300 und 400 GPa. Dieser hohe Wert deutet auf eine hohe Widerstandsfähigkeit gegen elastische Verformung hin, so dass die Legierung unter Belastung eine ausgezeichnete Formstabilität beibehält. Bei Bauteilen für die Luft- und Raumfahrt, die aus Wolframlegierungen hergestellt werden, sorgt der hohe Elastizitätsmodul beispielsweise für die Beibehaltung präziser Abmessungen und Formen unter komplexen Belastungsbedingungen und gewährleistet so den ordnungsgemäßen Betrieb der Ausrüstung.

7. die Schlagzähigkeit

Die Schlagzähigkeit ist eine mechanische Eigenschaft, die die Fähigkeit eines Werkstoffs misst, Energie zu absorbieren und bei einem Aufprall oder einer dynamischen Belastung mit hoher Geschwindigkeit nicht zu brechen. Sie ist besonders wichtig für die Bewertung der Sprödigkeit von Werkstoffen. Für Wolframlegierungen ist dies ein kritischer, aber dennoch schwieriger Parameter, da metallisches Wolfram selbst von Natur aus spröde ist.

Typische Werte und Bereich:

Die Kerbschlagzähigkeit von Wolframlegierungen wird in der Regel mit dem Kerbschlagbiegeversuch nach Charpy gemessen, und die Werte schwanken im Allgemeinen in einem breiten Bereich von 20 bis 150 Joule. Der spezifische Wert ist in hohem Maße von den folgenden Kernfaktoren abhängig:

Legierungszusammensetzung und Gefüge:

Inhalt und Art der Bindemittelphase: Dies ist der wichtigste Einflussfaktor. Wolframlegierungen bestehen in der Regel aus hochschmelzenden Wolframpartikeln (spröde Phase) und einer duktilen Metallbindephase (z. B. Ni, Fe, Cu, Co).

Hoher Gehalt an Bindemittelphasen (z. B. >10%): Ein höherer Gehalt an duktilen Phasen wie Nickel-Eisen kapselt die Wolframteilchen besser ein und absorbiert mehr Schlagenergie durch plastische Verformung, wodurch die Zähigkeit erheblich verbessert wird. So ist beispielsweise die Kerbschlagarbeit einer 93W-Ni-Fe-Legierung in der Regel viel höher als die einer 97W-Ni-Fe-Legierung.

Art der Bindephase: Nickel-Eisen-Bindephasen bieten im Allgemeinen eine bessere Zähigkeit und Schlagzähigkeit als Kobalt- oder Kupfer-Bindephasen.

Morphologie und Konnektivität von Wolframteilchen: Das ideale Gefüge besteht aus gleichmäßig verteilten, kugelförmigen Wolframpartikeln, die von einem kontinuierlichen Netzwerk der Bindephase umgeben sind. Wenn Wolframpartikel direkt miteinander in Kontakt kommen und "Wolfram-Wolfram-Korngrenzen" bilden, werden diese schwachen Grenzflächen zu leichten Pfaden für die Rissausbreitung, was die Schlagzähigkeit drastisch reduziert.

Verarbeitung und Wärmebehandlung Zustand:

As-gesinterter Zustand: Wolframlegierungen im ungesinterten Zustand weisen in der Regel eine mäßige Zähigkeit auf. Ihre Kerbschlagzähigkeit wird in erster Linie von der Dichte und der mikrostrukturellen Homogenität beeinflusst. Restporen verringern die Zähigkeit erheblich.

Thermomechanisch bearbeiteter Zustand (Schmieden, Walzen, Strangpressen): Diese thermomechanischen Verarbeitungsverfahren können die Kerbschlagzähigkeit drastisch verbessern. Sie erreichen dies durch:

Zerbrechen der ursprünglichen Wolfram-Wolfram-Korngrenzen: Aufbrechen des spröden Netzwerks aus miteinander verbundenen Wolframkörnern.

Verfeinerung der Kornstruktur: Das Ergebnis sind feinere Wolframpartikel und eine feinere Bindemittelphase.

Erhöhung der Versetzungsdichte: Erhöhung der Festigkeit, was sich indirekt auf die Zähigkeit auswirkt.

Bei Legierungen, die einer ordnungsgemäßen thermomechanischen Verarbeitung unterzogen werden, kann sich die Kerbschlagarbeit im Vergleich zum ungesinterten Zustand um ein Vielfaches erhöhen und das obere Ende des Bereichs (z. B. über 100 J) erreichen.

Wärmebehandelter Zustand: Nachfolgende Behandlungen wie Lösungsglühen oder Altern können die Zusammensetzung und Verteilung der Bindemittelphase optimieren und die Verarbeitungsspannungen abbauen. Dadurch wird die Zähigkeit weiter erhöht oder ein optimales Gleichgewicht zwischen Festigkeit und Zähigkeit erreicht.

Beispiel:

Eine typische 90W-7Ni-3Fe-Legierung im gesinterten Zustand könnte eine Kerbschlagarbeit nach Charpy von etwa 30-50 J aufweisen.

Die Kerbschlagarbeit einer Legierung derselben Zusammensetzung kann nach dem Heiß-Isostatischen Pressen (HIP) zur Beseitigung der Restporosität und dem anschließenden Schmieden und Glühen drastisch auf 100 J oder mehr erhöht werden.

Unser Unternehmen gehört zu den zehn führenden Unternehmen in China. Hersteller von Wolframkarbidprodukten. Sollten Sie Produkte aus Hartmetall benötigen, wenden Sie sich bitte an Kontaktieren Sie uns.