दुर्लभ पृथ्वी हार्ड मिश्र धातु और इसके गुण

I. ओवरव्यूमेंटेड कार्बाइड को उद्योग के "दांत" के रूप में भी जाना जाता है। इसकी स्थापना के बाद से, एक कुशल उपकरण सामग्री और संरचनात्मक सामग्री के रूप में, इसके अनुप्रयोग क्षेत्र का लगातार विस्तार किया गया है, जिसने औद्योगिक विकास और वैज्ञानिक और तकनीकी प्रगति को बढ़ावा देने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाई है। पिछले 20 वर्षों में, टंगस्टन-कोबाल्ट-आधारित सीमेंटेड कार्बाइड का उपयोग धातु काटने, धातु बनाने के उपकरण, खनन ड्रिलिंग, और पहनने के हिस्सों में व्यापक रूप से किया गया है क्योंकि उनकी उच्च कठोरता, क्रूरता और अन्य कठोर मिश्र धातुओं की तुलना में उत्कृष्ट पहनने के प्रतिरोध। । सीमेंट कार्बाइड में उत्कृष्ट प्रदर्शन विशेषताओं की एक श्रृंखला होती है: इसमें उच्च कठोरता और पहनने के प्रतिरोध होते हैं, विशेष रूप से मूल्यवान, इसमें अच्छी लाल कठोरता होती है, 600 डिग्री सेल्सियस पर उच्च गति स्टील की सामान्य तापमान कठोरता से अधिक होती है, और 1000 डिग्री सेल्सियस पर कार्बन स्टील से अधिक होती है। सामान्य तापमान कठोरता; अच्छा लोचदार मापांक है, आमतौर पर (4 ~ 7) × 104kg / mm2, सामान्य तापमान पर अच्छा कठोरता; उच्च compressive शक्ति, अप करने के लिए 600 kg / mm2; अच्छा रासायनिक स्थिरता, सीमेंटेड कार्बाइड के कुछ ग्रेड एसिड और क्षार संक्षारण के प्रतिरोधी हैं और उच्च तापमान पर भी महत्वपूर्ण ऑक्सीकरण से नहीं गुजरते हैं; थर्मल विस्तार का निम्न गुणांक। तापीय चालकता और चालकता लोहे और लोहे के मिश्र धातुओं के करीब हैं। सीमेंटेड कार्बाइड में डब्ल्यूसी के औसत दाने के आकार के अनुसार, सीमेंटेड कार्बाइड को विभाजित किया जा सकता है: नैनोक्रिस्टलाइन सीमेंट कार्बाइड, अल्ट्राफाइन अनाज सीमेंटेड कार्बाइड, सबमिक्रोन दानेदार कार्बाइड, ठीक अनाज सीमेंट कार्बाइड, मध्यम अनाज सीमेंट कार्बाइड, मोटे दानेदार कार्बाइड, सुपर मोटे। दानेदार सीमेंटेड कार्बाइड।सब-माइक्रोन और अल्ट्रा-फाइन ग्रेन्ड कार्बाइड्स में उच्च कठोरता और पहनने के प्रतिरोध होते हैं और व्यापक रूप से काटने के उपकरण, ब्लेड, मिलिंग कटर, स्टैम्पर्स, वाल्व स्टेम घटकों, रेत नष्ट करने के उपकरण के लिए नलिका, आदि में उपयोग किया जाता है। दानेदार कार्बाइड में बेहतर क्रूरता और थर्मल थकान प्रतिरोध है, और खनन और उत्खनन साधनों में इसका आवेदन तेजी से विकसित हुआ है। विभिन्न अनुप्रयोगों की आवश्यकताओं के अनुसार कुछ विशिष्ट गुणों को उजागर करने के लिए ढाल मिश्र और कार्बाइड-डायमंड कंपोजिट का उपयोग किया जा सकता है, इसलिए उपकरण और खनन उपकरण का अनुप्रयोग तेजी से विकसित हुआ है। टंगस्टन-कोबाल्ट-आधारित सीमेंट कार्बाइड के गुण मुख्य रूप से सह की सामग्री और डब्ल्यूसी के दाने के आकार पर निर्भर करते हैं। ठेठ कोबाल्ट-कोबाल्ट सीमेंट कार्बाइड में 3 से 30 wt% तक कोबाल्ट की मात्रा होती है, और WC अनाज का आकार सबमरीन से लेकर कई तक होता है। माइक्रोन। नैनो-स्केल कण संश्लेषण प्रौद्योगिकी, विशेष रूप से नैनो-स्केल WC और Co कणों के विकास ने नैनो-WC-Co सीमेंटेड कार्बाइड के यांत्रिक गुणों में बहुत सुधार किया। जब WC ग्रेन सबमिक्रोन आकार से छोटा होता है, तो मिश्रधातु की शक्ति, कठोरता, कठोरता, और पहनने के गुणों में बहुत सुधार होता है, और उच्च घनत्व वाले मिश्रधातु का तापमान कम करते हुए प्राप्त किया जा सकता है। इसलिए, सीमेंटेड कार्बाइड के क्षेत्र में, पारंपरिक प्रकारों को अल्ट्रा-फाइन और नैनो-स्केल में परिवर्तित करना इसकी विकास प्रवृत्ति बन गई है। हालांकि, डब्ल्यूसी अनाज की वृद्धि हमेशा अल्ट्रा-फाइन डब्ल्यूसी-सीओ के विकास और उत्पादन में एक अड़चन रही है। मिश्र। सीमेंटेड कार्बाइड में कुछ एडिटिव्स जोड़ना मिश्र धातु के गुणों को बेहतर बनाने के प्रभावी तरीकों में से एक है। सीमेंटेड कार्बाइड में दो मुख्य प्रकार के योजक जोड़े जाते हैं: एक दुर्दम्य धातु कार्बाइड है और दूसरा एक धातु योजक है। एडिटिव की भूमिका मिश्र धातु की संवेदनशीलता को कम करने के लिए तापमान में उतार-चढ़ाव और कार्बन सामग्री में परिवर्तन की संवेदनशीलता को कम करने के लिए है, कार्बाइड अनाज की असमान वृद्धि को रोकने के लिए, मिश्र धातु की चरण संरचना को बदलने के लिए, जिससे संरचना और गुणों में सुधार होता है मिश्र धातु। आमतौर पर इस्तेमाल किए जाने वाले कार्बाइड एडिटिव्स में क्रोम कार्बाइड (Cr3C2), वैनेडियम कार्बाइड (VC), मोलिब्डेनम कार्बाइड (Mo2C या Mo C), कोबाल्ट कार्बाइड, टैंटलम कार्बाइड और जैसे शामिल हैं। अवरोधक की पसंद कुल निरोधात्मक प्रभाव पर निर्भर करती है, और निरोधात्मक प्रभाव इस प्रकार हैं: VC> Cr3C2> Nb C> Ta C> Ti C> Zr / Hf C. आमतौर पर उपयोग किए जाने वाले धातु योजक क्रोमियम, मोलिब्डेनम, टंगस्टन, रेनियम हैं रूथेनियम, तांबा, एल्यूमीनियम और दुर्लभ पृथ्वी तत्व। सिमेंटेड कार्बाइड में दुर्लभ पृथ्वी तत्वों के अलावा न केवल sintering के दौरान WC अनाजों के विकास को रोकता है, बल्कि यांत्रिक गुणों में सुधार और मिश्र धातु के प्रतिरोध को भी बढ़ाता है, जिससे उत्पादों की सेवा जीवन में और सुधार होता है। सीमेंटेड कार्बाइड के क्षेत्र में, दुर्लभ पृथ्वी योजक पर शोध एक गर्म विषय रहा है, लेकिन सामान्य विचार यह है कि कठोर मिश्र धातुओं को संशोधित करने के लिए गैर-नैनो-स्केल दुर्लभ पृथ्वी योजक जोड़ना है, लेकिन नैनो-दुर्लभ पृथ्वी योजक के अलावा शायद ही कभी रहा है। रिपोर्ट किया गया। नैनो दुर्लभ पृथ्वी एडिटिव का उपयोग सामान्य दुर्लभ पृथ्वी एडिटिव की तुलना में कम है, और डब्ल्यूसी ग्रेन (बड़े सर्कल) के साथ अंतराल छोटा है, और व्यवस्था अधिक घनी है। साधारण दुर्लभ पृथ्वी योजक का आकार लगभग WC के समान है, इसलिए दरार स्रोत बनाना आसान है। इसलिए, यह प्रयोग लागत में सुधार नहीं करने और प्रदर्शन में सुधार के उद्देश्य को प्राप्त करने के लिए एक योज्य के रूप में नैनो दुर्लभ पृथ्वी का उपयोग करता है। चीन दुर्लभ पृथ्वी संसाधनों में समृद्ध है। यदि हम नई तकनीक विकसित करने के लिए इस तरह की सोच का उपयोग करते हैं, तो चीन के टंगस्टन अयस्क और दुर्लभ पृथ्वी संसाधनों का पूर्ण उपयोग करें, अनुसंधान और हार्ड मिश्र धातु दुर्लभ पृथ्वी संशोधित सामग्री विकसित करें, चीन के सीमेंटेड कार्बाइड उद्योग के उत्पादन स्तर और विकास में सुधार करें। उच्च-गुणवत्ता और उच्च मूल्य-वर्धित गहरी-संसाधित कार्बाइड उत्पाद, प्रतिस्पर्धा में सुधार, अंतर्राष्ट्रीय बाजार में प्रतिकूल स्थिति को उलट कर, और कच्चे माल के एक पुण्य चक्र को प्राप्त करने का बहुत महत्व है ।2। दुर्लभ पृथ्वी हार्ड मिश्र धातु दुर्लभ पृथ्वी तत्व मेंडेलीव की आवर्त सारणी के तीसरे उपसमूह के 15 लैंथेनाइड हैं जिनकी परमाणु संख्या 57 से 71 तक है, साथ ही कुल 17 तत्व हैं, जो इलेक्ट्रॉनिक संरचनाओं और रासायनिक गुणों के समान हैं। दुर्लभ पृथ्वी को नई सामग्रियों के "खजाना घर" के रूप में जाना जाता है, और उन तत्वों का एक समूह है जो देश और विदेश में वैज्ञानिकों, विशेष रूप से सामग्री विशेषज्ञों के बारे में चिंतित हैं। इसके विशेष गुणों के कारण, दुर्लभ पृथ्वी का व्यापक रूप से धातुकर्म सामग्री, प्रकाशिकी, चुंबकत्व, इलेक्ट्रॉनिक्स, मशीनरी, रसायन, परमाणु ऊर्जा, कृषि और प्रकाश उद्योग में उपयोग किया गया है। यद्यपि दुर्लभ पृथ्वी का उपयोग योजक और संशोधक के रूप में किया जाता है, उनका प्रत्यक्ष उत्पादन मूल्य और लाभ अधिक नहीं है, लेकिन द्वितीयक आर्थिक लाभ को दसियों या सैकड़ों बार बढ़ाया जा सकता है। चीन के दुर्लभ पृथ्वी संसाधन प्रचुर मात्रा में हैं, और इसके भंडार दुनिया में पहले स्थान पर हैं, और इसकी व्यापक उत्पादन क्षमता दुनिया में दूसरे स्थान पर है। घर और विदेश में, दुर्लभ पृथ्वी और उनके यौगिकों का अनुप्रयोग राष्ट्रीय अर्थव्यवस्था में लगभग हर जगह है। सीमेंट कार्बाइड के प्रदर्शन पर दुर्लभ पृथ्वी में स्पष्ट सुधार है। बड़ी संख्या में अध्ययनों से पता चला है कि दुर्लभ पृथ्वी को जोड़ने से सीमेंट कार्बाइड की ताकत और कठोरता में काफी हद तक सुधार हो सकता है, ताकि दुर्लभ पृथ्वी-जोड़ा सीमेंट कार्बाइड व्यापक रूप से उपकरण सामग्री और खनन उपकरणों में उपयोग किया जा सके। , नए नए साँचे, शीर्ष हथौड़ों, आदि के विकास की उत्कृष्ट संभावनाएँ हैं। आमतौर पर एडिटिव्स के रूप में इस्तेमाल की जाने वाली दुर्लभ पृथ्वी सी, वाई, पीआर, ला, एससी, डाय, जीडी, एनडी, स्म और जैसी हैं। इसके अतिरिक्त रूप में आम तौर पर एक ऑक्साइड, एक शुद्ध धातु, एक नाइट्राइड, एक हाइड्राइड, एक कार्बाइड, एक दुर्लभ पृथ्वी-कोबाल्ट मध्यवर्ती मिश्र धातु, एक कार्बोनेट, एक नाइट्रेट और जैसा होता है। जोड़ा दुर्लभ पृथ्वी का प्रकार और आकारिकी सीमेंटेड कार्बाइड के भौतिक और यांत्रिक गुणों को प्रभावित करता है ।3। दुर्लभ पृथ्वी को मजबूत करने और सख्त करने का तंत्र सीमेंटेड कार्बाइड में दुर्लभ पृथ्वी तत्वों का पता लगाने के अलावा न केवल सिंटरिंग प्रक्रिया के दौरान मिश्र धातु के दाने के विकास को रोकता है, बल्कि मिश्र धातु के यांत्रिक गुणों में भी सुधार होता है, जिससे आगे की सेवा जीवन में सुधार होता है उत्पाद। सीमेंटेड कार्बाइड पर दुर्लभ पृथ्वी का सुदृढ़ीकरण तंत्र इस प्रकार है: (1) झांग फेंगलिन एट अल। विश्वास है कि जब is चरण उच्च तापमान से कमरे के तापमान तक ठंडा होता है, तो एफसी → एचसीपी एक प्रसार प्रकार (सुश्री तंत्र द्वारा सहायता प्राप्त) चरण संक्रमण होता है। उनमें से, themfcc और chcp चरण लगभग 10% हैं। चूंकि दुर्लभ पृथ्वी को जोड़ने से मार्टेंसिक परिवर्तन बाधित हो सकता है, बाइंडर चरण में phcp की सामग्री को कम किया जा सकता है। मार्टेंसाइट परिवर्तन के इसके निषेध का तंत्र दो कारणों से हो सकता है: एक दुर्लभ पृथ्वी ऑक्साइड पिनिंग अव्यवस्था है, जो अव्यवस्था की गति में बाधा डालती है; दूसरी ओर, दुर्लभ पृथ्वी ऑक्साइड को दोष स्थान पर पिन किया जाता है, जिससे संभावित eat न्यूक्लिएशन न्यूक्लियस होता है जिससे भ्रूण कम हो जाता है। इस प्रकार, भंगुर is चरण कम हो जाता है और क्रूरता α चरण बढ़ जाती है। रुइकुन और अन्य लोगों का मानना है कि सीमेंटेड कार्बाइड में दुर्लभ पृथ्वी का पता लगाने के अलावा सह बांधने की मशीन चरण में स्टैकिंग दोष के विस्तार को रोक सकता है, जिससे एफसी के रूपांतरण में बाधा आ सकती है। α-Co → hcp ε-Co (स्तरित nucleation), जिससे मिश्रधातु में fcc α-Co बनता है। मात्रा अंश बढ़ता है। α-Co में 12 स्लिप सिस्टम हैं, जबकि slip-Co में केवल 3 स्लिप सिस्टम हैं। दुर्लभ पृथ्वी सीमेंट कार्बाइड मुख्य रूप से fcc α-Co से बनी होती है, जो तनाव को समन्वय करने और तनाव को शांत करने की क्षमता में सुधार करेगी, जिससे इसकी कठोरता में सुधार होगा। (2) W ठोस घुलनशीलता पर प्रभाव। WC / Co चरण में दुर्लभ पृथ्वी का पृथक्करण। इंटरफ़ेस कंपनी से डब्ल्यू और तिवारी जैसे तत्वों के विनाश को प्रभावित करता है। बाइंडर चरण में डब्ल्यू और तिवारी की सामग्री को बढ़ाना संभव है, जिससे एक ठोस समाधान को मजबूत करने के रूप में कार्य किया जाता है। लेकिन तंत्र पूरी तरह से मान्यता प्राप्त नहीं है। (3) संगठन को परिष्कृत करें। सीमेंटेड कार्बाइड में दुर्लभ पृथ्वी को WC / Co और WC / WC के इंटरफ़ेस पर वितरित किया गया है। इंटरफ़ेस पर दुर्लभ पृथ्वी तत्वों के सोखने से निश्चित रूप से ठोस-तरल चरण इंटरफ़ेस की इंटरफेसियल ऊर्जा कम हो जाएगी। यह sintering के दौरान WC अनाजों की मोटे प्रक्रिया को दबा सकता है। (4) अनाज की सीमाओं और चरण की सीमाओं को मजबूत करना और सख्त करना। सीमेंट कार्बाइड के फ्रैक्चर में, यह मुख्य रूप से सह बंधन चरण फ्रैक्चर के साथ है, और WC के साथ कुछ दरारें हैं अनाज। इसलिए, इसके फ्रैक्चर व्यवहार का WC / Co इंटरफ़ेस के व्यवहार के साथ एक महत्वपूर्ण संबंध है। सीमेंटेड कार्बाइड में दुर्लभ पृथ्वी की उपस्थिति मुख्य रूप से ऑक्साइड या इंटरमेटेलिक यौगिकों के कारण होती है। वितरण मुख्य रूप से WC / Co और WC / WC के इंटरफ़ेस पर है। बाइंडर चरण में दुर्लभ पृथ्वी ऑक्साइड की थोड़ी मात्रा भी पाई जा सकती है। इसका आकार मुख्य रूप से गोलाकार या पॉलीहेड्रल है। अनाज की सीमाओं और चरण की सीमाओं को शुद्ध करने में दुर्लभ पृथ्वी की भूमिका के कारण, और चरण इंटरफ़ेस की ताकत में सुधार, दुर्लभ पृथ्वी सीमेंट कार्बाइड के फ्रैक्चर की कठोरता में काफी सुधार होगा। दुर्लभ के विभिन्न तरीकों, रूपों, प्रकारों के कारण पृथ्वी, और अनुसंधान के तरीके, अनुसंधान निष्कर्ष अलग हैं, और प्रस्तावित तंत्र अलग और यहां तक कि विरोधाभासी भी होगा। दुर्लभ पृथ्वी पर सीमेंट वाले कार्बाइड के अनुसंधान को और अध्ययन की आवश्यकता है।
स्रोत: मेयौ कार्बाइड