Το κράμα βολφραμίου είναι ένα είδος υλικού κράματος με μεταβατικό μέταλλο βολφράμιο (W) ως σκληρή φάση και νικέλιο (Ni), σίδηρο (Fe), χαλκό (Cu) και άλλα μεταλλικά στοιχεία ως φάση συγκόλλησης. Έχει εξαιρετικές θερμοδυναμικές, χημικές και ηλεκτρικές ιδιότητες και χρησιμοποιείται ευρέως στην εθνική άμυνα, τον στρατό, την αεροδιαστημική, την αεροπορία, την αυτοκινητοβιομηχανία, την ιατρική, τα ηλεκτρονικά ευρείας κατανάλωσης και άλλους τομείς. Οι βασικές ιδιότητες των κραμάτων βολφραμίου παρουσιάζονται κυρίως παρακάτω.
1. Υψηλή πυκνότητα
Πυκνότητα είναι η μάζα ανά μονάδα όγκου μιας ουσίας και ένα χαρακτηριστικό μιας ουσίας. Σχετίζεται μόνο με το είδος της ουσίας και δεν έχει καμία σχέση με τη μάζα και τον όγκο της. Η πυκνότητα του κράματος βολφραμίου είναι γενικά 16,5~19,0 g/cm3, που είναι περισσότερο από διπλάσια από την πυκνότητα του χάλυβα. Γενικά, όσο υψηλότερη είναι η περιεκτικότητα σε βολφράμιο ή όσο χαμηλότερη είναι η περιεκτικότητα σε μέταλλο σύνδεσης, τόσο μεγαλύτερη είναι η πυκνότητα του κράματος βολφραμίου. Αντίθετα, η πυκνότητα του κράματος είναι μικρότερη. Η πυκνότητα του 90W7Ni3Fe είναι περίπου 17,1g/cm3, του 93W4Ni3Fe είναι περίπου 17,60g/cm3 και του 97W2Ni1Fe είναι περίπου 18,50g/cm3.
2. Υψηλό σημείο τήξης
Το σημείο τήξης αναφέρεται στη θερμοκρασία στην οποία μια ουσία αλλάζει από στερεή σε υγρή υπό μια ορισμένη πίεση. Το σημείο τήξης του κράματος βολφραμίου είναι σχετικά υψηλό, περίπου 3400 ℃. Αυτό σημαίνει ότι το υλικό του κράματος έχει καλή αντοχή στη θερμότητα και δεν λιώνει εύκολα.
3. Υψηλή σκληρότητα
Η σκληρότητα αναφέρεται στην ικανότητα των υλικών να αντιστέκονται στην παραμόρφωση της εσοχής που προκαλείται από άλλα σκληρά αντικείμενα και είναι ένας από τους σημαντικούς δείκτες αντοχής στη φθορά του υλικού. Η σκληρότητα του κράματος βολφραμίου είναι γενικά 24~35HRC. Γενικά, όσο υψηλότερη είναι η περιεκτικότητα σε βολφράμιο ή όσο χαμηλότερη είναι η περιεκτικότητα σε μέταλλο σύνδεσης, τόσο μεγαλύτερη είναι η σκληρότητα του κράματος βολφραμίου και τόσο καλύτερη η αντίσταση στη φθορά. Αντίθετα, όσο μικρότερη είναι η σκληρότητα του κράματος, τόσο χειρότερη είναι η αντίσταση στη φθορά. Η σκληρότητα του 90W7Ni3Fe είναι 24-28HRC, του 93W4Ni3Fe είναι 26-30HRC και του 97W2Ni1Fe είναι 28-36HRC.
4. Καλή ολκιμότητα
Η ολκιμότητα αναφέρεται στην ικανότητα πλαστικής παραμόρφωσης των υλικών πριν από τη ρωγμή λόγω καταπόνησης. Είναι η ικανότητα των υλικών να ανταποκρίνονται στην καταπόνηση και να παραμορφώνονται μόνιμα. Επηρεάζεται από παράγοντες όπως η αναλογία πρώτων υλών και η τεχνολογία παραγωγής. Γενικά, όσο υψηλότερη είναι η περιεκτικότητα σε βολφράμιο ή όσο χαμηλότερη είναι η περιεκτικότητα σε μέταλλο σύνδεσης, τόσο μικρότερη είναι η επιμήκυνση των κραμάτων βολφραμίου. Αντίθετα, η επιμήκυνση του κράματος αυξάνεται. Η επιμήκυνση του 90W7Ni3Fe είναι 18-29%, του 93W4Ni3Fe είναι 16-24%, και του 97W2Ni1Fe είναι 6-13%.
5. Υψηλή αντοχή σε εφελκυσμό
Η αντοχή εφελκυσμού είναι η κρίσιμη τιμή της μετάβασης από την ομοιόμορφη πλαστική παραμόρφωση στην τοπική συμπυκνωμένη πλαστική παραμόρφωση των υλικών, καθώς και η μέγιστη φέρουσα ικανότητα των υλικών υπό συνθήκες στατικής τάσης. Σχετίζεται με τη σύνθεση του υλικού, την αναλογία πρώτων υλών και άλλους παράγοντες. Γενικά, η αντοχή σε εφελκυσμό των κραμάτων βολφραμίου αυξάνεται με την αύξηση της περιεκτικότητας σε βολφράμιο. Η αντοχή σε εφελκυσμό του 90W7Ni3Fe είναι 900-1000MPa και του 95W3Ni2Fe είναι 20-1100MPa.
6. Εξαιρετική απόδοση θωράκισης
Η απόδοση θωράκισης αναφέρεται στην ικανότητα των υλικών να εμποδίζουν την ακτινοβολία. Το κράμα βολφραμίου έχει εξαιρετική απόδοση θωράκισης λόγω της υψηλής πυκνότητάς του. Η πυκνότητα του κράματος βολφραμίου είναι 60% υψηλότερη από αυτή του μολύβδου (~11,34 g/cm3).
Επιπλέον, τα κράματα βολφραμίου υψηλής πυκνότητας είναι μη τοξικά, φιλικά προς το περιβάλλον, μη ραδιενεργά, χαμηλό συντελεστή θερμικής διαστολής και καλή αγωγιμότητα.
Ώρα δημοσίευσης: Ιαν-04-2023