تنگستن را میتوان جزء اولین عناصری دانست که در اواسط قرن نوزدهم در جهت بهبود ویژگی های فولاد مورد استفاده قرار گرفت. این عنصر یکی از قوی ترین عناصر جدول تناوبی محسوب میشود که تا حد زیادی باعث افزایش استحکام و مقاومت فولاد میگردد. در ادامه با ما همراه شوید تا به طور جامع تری شما را با خاصیت و کاربرد تنگستن در فولاد آشنا کنیم.
تنگستن چیست؟
تنگستن جزء عناصر گروه 6 جدول تناوبی به شمار میرود که به شکل عمده به منظور بهبود خصوصیات مکانیکی فولادها از آن بهره میبرند. جدا سازی این عنصر برای اولین بار توسط یک شیمیدان اسپانیایی انجام شد.
مقدار این عنصر در پوسته زمین چیزی حدود 1.5 ppm می باشد و در حال حاضر کشور چین بزرگ ترین تولید کننده تنگستن در سطح جهان محسوب میشود و قادر به تامین بیشتر از 80 درصد تنگستن در دنیا می باشد. تنگستن جزء عناصری است که نمیتوان آن را به عنوان یک فلز آزاد در طبیعت پیدا کرد.
همچنین بخوانید: کاربرد کربن در فولاد
کاربرد تنگستن در فولادسازی
همانطور که پیش تر اشاره کردیم تنگستن جزء نخستین عناصری بود که در جهت بهبود خصوصیات فولادها مورد استفاده قرار گرفت. این عنصر میتواند ویژگی هایی نظیر سختی و برش پذیری را در فولادها بهبود بخشد.
فولادهای آلیاژی که در آن ها از تنگستن استفاده شده در جهت ساخت ابزار های برش دهی و شکل دهی و کار با فلزات به وفور مورد استفاده قرار میگیرند. این فولادها از سختی و استحکام بسیار زیادی در طیف وسیعی از دماها برخوردار می باشند.
این عنصر در فولادهای تند بر زمینه ای را فراهم میکند که در زمان تمپر نرم نمیشوند و کاربیدها نیز از مقاومت زیادی در برابر سایش برخوردار میشوند. این میزان مقاومت به تمپر زمینه موجب میشود که در دمای بالا دارای استحکام بیشتری باشند.
این ویژگی اهمیت بسیاری دارد به دلیل اینکه قابلیت برش دهی و تغییر در ظاهر ابزار تندبر و قالب کار گرم را بر اساس میزان سختی در دمای کاری سطوح مختلف دارد. در هنگام کوئنچ فولادهای تنگستن دار تنش های درونی ایجاد میشود که در دماهای بالا آزاد میگردد. این آزاد شدن غالبا سختی را کاهش نمیدهد و باعث میشود قطعه مورد نظر بتواند تنش های کاری را تحمل نماید.
کاربرد فولادهای حاوی کروم و تنگستن
در این قسمت از مطلب قصد داریم به بخش دیگری از خاصیت و کاربرد تنگستن در فولاد اشاره کنیم و آن نیز مربوط به مبحث فولادهای حاوی کروم و تنگستن می باشد. این نوع فولاد ها را به عنوان آهنربا های دائمی به کار میبرند.
فولادهایی که حاوی کروم و تنگستن هستند به عنوان یک جایگزین برای فولادهای متشکل از مولیبدن و کروم در صنعت هوا فضا در نظر گرفته میشوند. از نظر ریز ساختاری میتوان گفت که این فولادها مشابه فولادهای حاوی مولیبدن و کروم می باشند. گذشته از آن این نوع فولادها فاقد نیکل می باشند و از درصد کربن کمتری نسبت به فولادهای کروم- مولیبدن برخوردار هستند و همین موضوع باعث شده که قابلیت جوشکاری مطلوب تری نسبت به آن ها داشته باشند. وجود تنگستن و تانتالم تا حد زیادی در افزایش سختی پذیری فولادها در دمای بالا نقش دارد.
همچنین بخوانید: تاثیر مولیبدن در فولاد
خاصیت و کاربرد تنگستن در فولاد های سرعت بالا
فولادهای سرعت بالا متشکل از 7 درصد مولیبدیم، تنگستن و وانادیوم و 0.6 درصد کربن می باشند و جزء دسته فولادهای ابزاری به شمار میروند. همانگونه که از نام این گروه از فولاد ها مشخص است در جهت تولید ابزار های برش با سرعت های بالا مورد استفاده قرار میگیرند.
میتوان گفت کاربرد HSS یا همان فولاد سرعت بالا از دهه 40 میلادی آغاز شد. در بازه زمانی بین سال های 1910 الی 1940 فولادهای ابزار شامل 18 درصد تنگستن میشدند. برای افزایش میزان سختی و استحکام این فولاد ها تا حد قابل توجه تنها کافیست که به میزان 10 درصد مولیبدیم و تنگستن به آن ها اضافه کنید. استفاده از فولادهای سرعت بالا برای مصارفی مانند مته ها، ابزار های مربوط به برش معادن، تیغه های اره و … روز به روز در حال افزایش می باشد.
تنگستن در فولادهای مقاوم به حرارت
از دیگر خاصیت و کاربرد تنگستن در فولاد میتوان به استفاده از آن در فولادهای مقاوم به حرارت اشاره کرد.در بعضی مواقع در فولادهای ضد زنگ در محدوده دماهای بالا نیز این عنصر اضافه میگردد. فولادهایی که به حرارت مقاوم هستند فولادهای کروم/نیکل می باشند که دارای حدود 6 درصد تنگستن در ساختار خود هستند. از این فولادها عموما در جهت ساخت ولوهای موتورهای احتراقی بهره میبرند که غالبا دارای حدود 2 درصد عنصر تنگستن می باشند.
همچنین بخوانید: تاثیر سیلیسیوم در فولاد
خاصیت و کاربرد تنگستن در فولاد های ابزار
فولادهای ابزار دارای انواع مختلفی هستند که برخی از آن ها حاوی تنگستن می باشتد و بعضی دیگر نیز فاقد این عنصر در ساختار خود هستند. این فولادها شامل موارد زیر میشوند:
فولادهای کرم لدبوریت که در ساختار خود دارای کمتر از یک درصد تنگستن می باشند و عموما در جهت ساخت کالاهایی مانند قالب ها مورد استفاده قرار میگیرند.
فولادهای مربوط به قالب پلاستیک که فاقد این عنصر می باشند.
همچنین فولادهای کار گرم که چیزی حدود 1.5 تا 9 درصد از این عنصر را در ساختار خود دارند و برای قالب ها و ابزار اکستروژن از آن ها بهره میبرند.
فولادهای کار سرد نیز از نوع دیگری از این فولادها هستند که تنگستن موجود در آن ها حدود 0.5 تا 3 می باشد و برای تولید ابزار برش کاربرد زیادی دارند.
1 دیدگاه در “خاصیت و کاربرد تنگستن در فولاد”