Geležies volframo tankis: darbinės vertės, skaičiavimas ir pramoninis vaidmuo

Geležies volframo tankis yra viena iš nedaugelio lydinio savybių, kurias galima patikimai numatyti prieš išlydant vieną šilumą, nes jis tiesiogiai priklauso nuo dviejų jame esančių metalų proporcijų. Skaičius yra svarbus ir komerciškai, ir techniškai: tankis lemia nusėdimą ir tirpimą plieno gamybos kaušelyje, todėl lydinys atsiranda balastiniuose svarmenyse, giroskopiniuose rotoriuose ir radiacijos ekranuose. Šiame straipsnyje pateikiamos darbinės vertės, parodyta, kaip jos apskaičiuojamos, ir paaiškinama, kas išmatuotą tankį perkelia nuo apskaičiuotojo.

Iš ko susideda ferovolframas

Ferrovolframas yra pagrindinis volframo ir geležies lydinys, naudojamas volframui įterpti į plieną ir ketų. Komercinė medžiaga gaminama karboterminiu būdu redukuojant volframo rūdos koncentratą elektrinėje krosnyje, kai geležies{1}}nešanti medžiaga įkraunama taip, kad redukuotas volframas ištirptų skystoje geležyje, o ne būtų pagamintas kaip grynas metalas. Rezultatas yra tankus, trapus lydinys, kuris kietėja kaip intermetalinių fazių, daugiausia FeW ir Fe2W junginių, mišinys kartu su ribotu kiekiu geležies{4}} turtingos matricos.

Pagrindinis elementas:volframas, paprastai nuo 70 iki 85 masės procentų komercinėse klasėse.

Likutis:geležies, su nedideliais ir kontroliuojamais anglies, silicio, fosforo ir sieros kiekiais.

Produktų formos:lieti gabalėliai, susmulkintos ir sijotos frakcijos bei smulkūs milteliai vielos ir briketų gamybai.

Lydymosi elgsena:lydinys tirpsta tam tikru diapazonu, o ne viename taške, nes esamų fazių sudėtis skiriasi.

Tipinės tankio reikšmės pagal laipsnį

Kadangi lydinys yra mišinys, jo tankis yra tarp gryno volframo tankio, apie 19,25 g/cm³, ir grynos geležies tankio, apie 7,87 g/cm³. Tankio mišinio taisyklė nėra paprastas svertinis dviejų skaičių vidurkis, nes išsaugomas tūris, o ne tankis:

1 / ρ lydinys=(w(W) / ρ(W)) + (w(Fe) / ρ(Fe)), kur w žymi masės dalį.

Todėl apskaičiuotos vertės pakyla nuo maždaug 13,4 iki 15,8 g/cm³ visame komerciniame diapazone. Kietos komercinės medžiagos įprastame FeW75–FeW80 lange paprastai nurodoma maždaug 14,0–15,5 g/cm³, o apskaičiuotas skaičius rodo tiksliai nurodytos sudėties lydinį be porų. Kalbant apie kontekstą, paprasto anglies ir mažai legiruoto plieno masė yra 7,75–8,05 g/cm³, o švino – apie 11,34 g/cm³, todėl pagrindinis volframo{12}guolio lydinys yra maždaug 1,8 karto tankesnis už plieną ir pastebimai tankesnis už šviną.

Veiksniai, keičiantys išmatuotą tankį

Laboratorinis skaičius, paimtas iš pristatytos partijos, retai tiksliai atitinka apskaičiuotą vertę. Skirtumai yra paaiškinami ir kiekvienas iš jų nurodo nuosavybę, kurią verta nurodyti pirkimo užsakyme:

Volframo ir geležies santykis:dominuojantis veiksnys. Kiekvienas papildomas volframo procentinis taškas padidina lydinio tankį.

Anglies kiekis:anglies priedai šiek tiek sumažina tankį tiek dėl to, kad anglis yra lengva, tiek dėl to, kad anglis keičia esamų fazių proporciją.

Likę elementai:molibdenas ir kiti sunkūs likučiai gali pakeisti volframą ir pakeisti rezultatą bet kuria kryptimi, todėl markės perkamos pagal chemijos specifikaciją, o ne pagal vardinį pavadinimą.

Poringumas ir susitraukimas:Lietuose luituose ir luituose yra tuštumų, todėl išmatuotas gabalo tankis gali nukristi žemiau apskaičiuotos vertės, net jei chemija yra teisinga.

Įstrigęs šlakas ir nemetaliniai intarpai{0}}lengvesni už lydinį, jie sumažina vidutinį tankį ir taip pat sumažina volframo regeneraciją kaušelyje.

Smulkintų partijų tūrinis tankis:kai produktas susmulkinamas ir sijojamas, supakuoto sluoksnio išpilto tūrio masė visada yra mažesnė už dalelių kietojo tankio tankį ir priklauso nuo dalelių pasiskirstymo pagal dydį ir formos, o ne nuo chemijos.

Dėl šios paskutinės priežasties tankio skaičius yra beprasmis, nebent būtų nurodytas pagrindas. Pirkėjai turėtų reikalauti, kad sertifikate būtų atskirtas kietųjų dalelių tankis nuo tūrinio tankio, ir tuo pačiu metu fiksuoti dydžio frakciją, nes smulkioji ir stambioji identiškos chemijos frakcija lydaloje elgsis nevienodai.

Kodėl tankis yra svarbus praktikoje

Plieno gamybos kaušelyje ir krosnyje didelis tankis yra eksploatacinis pranašumas. Tankus priedas prasiskverbia į šlako sluoksnį, greitai pasiekia skystą metalą ir jame ištirpsta, o lengvas priedas gali plūduriuoti, oksiduotis paviršiuje ir prarasti šlaką. Štai kodėl volframas įkraunamas kaip geležies volframas, o ne kaip oksidas ar smulkūs milteliai, ir kodėl dydis pritaikomas prie praktikos: krosnies įkrovimui skirtas gabalėlis, smulkios frakcijos vielos su šerdimi, kur reikalingas kontroliuojamas įpylimo greitis.

Už lydymo cecho ribų lydinio tankis yra priežastis, dėl kurios jis apskritai pasirenkamas:

Balastas ir atsvarai:didžiausia masė mažiausiu tūriu, skirta orlaivių valdymo paviršiams, kėlimo ir kranų atsvarams bei lenktynėms.

Sukimosi inercija:giroskopiniai rotoriai ir smagračio ratlankiai, kur reikalinga kompaktiška didelio{0}}tankio masė.

Apsauga nuo radiacijos:volframo{0}}guolio medžiaga užtikrina ekranavimą, artimą švinui, esant daug mažesniam storiui, be švino toksiškumo ir naudojimo apribojimų.

Tankio gradiento dalys:komponentai sąmoningai pagaminti su lengvesniu išoriniu apvalkalu ir tankia šerdimi arba atvirkščiai, kad masė būtų ten, kur ji valdo vibraciją arba pusiausvyrą.

Apdirbimas ir apdorojimas vyksta ta pačia logika. Tankus, kietas ir trapus lydinys pjaunamas lėtai, todėl jis paprastai baigiamas šlifuoti abrazyvinėmis medžiagomis, tinkančiomis kietiems, mažo -tamprumo ruošiniams, ir retai suvirinamas. Jei reikia baigtos detalės, tankio skaičius tiesiogiai įtraukiamas į svorio skaičiavimus, taigi ir į užsakyto ruošinio dydį.

Dažnai užduodami klausimai

Kl .: koks yra geležies volframo tankis?
Kietos komercinės medžiagos paprastai nurodomos nuo 14,0 iki 15,5 g/cm³, kai volframo kiekis yra 70–85 proc. Apskaičiuotos tų pačių klasių be porų vertės yra nuo 13,4 iki 15,8 g/cm³.

K: Kodėl geležies volframo tankis nėra vidutinis volframo ir geležies tankis?
Tankis yra masė tūrio vienetui, todėl tūriai derinami, o ne tankiai. Mišinio taisyklė prideda kiekvieno komponento užimamą tūrį, todėl lydinys yra lengvesnis nei jame esantis volframas.

K: Ar ferovolframas sunkesnis už šviną?
Taip. Švino yra apie 11,34 g/cm³, palyginti su apytiksliai 14 g/cm³ ar daugiau lydinio, todėl volframo{3}}guolio medžiaga yra palankesnė kompaktiškiems atsvarams ir ekranams.

K: Ar didesnis volframo kiekis visada reiškia didesnį tankį?
Nuo FeW70 iki FeW85, taip. Tikrosios partijos gali skirtis, jei yra poringumo, šlako inkliuzų ar sunkių likutinių elementų, todėl tankis tikrinamas kartu su chemine analize.

K: Kuo skiriasi ferovolframo kietasis tankis ir tūrinis tankis?
Kietosios medžiagos tankis apibūdina pačios dalelės medžiagą. Tūrinis tankis apibūdina supakuotą susmulkinto produkto krūvą ir yra mažesnis, nes tuštumos tarp dalelių įskaičiuojamos į tūrį.

Kl .: Kodėl geležies volframas turi būti susmulkintas iki rūšiuoto dydžio?
Tirpimo greitis, įkrovimo būdas ir regeneravimas priklauso nuo dalelių dydžio. Krosnies įkrovimas toleruoja gabalėlius, o kaušams ir laidams su šerdimi reikia siauresnės ir smulkesnės frakcijos.