Ferro wolfram densitet er en af de få egenskaber ved legeringen, der kan forudsiges med sikkerhed, før en enkelt varme smeltes, fordi den følger direkte af proportionerne mellem de to metaller, den indeholder. Figuren har betydning både kommercielt og teknisk: Tætheden driver bundfældnings- og opløsningsadfærden i stålskålen, og det er grunden til, at legeringen optræder i ballastvægte, gyrotorer og strålingsafskærmning. Denne artikel giver arbejdsværdierne, viser, hvordan de beregnes, og forklarer, hvad der flytter en målt tæthed væk fra den beregnede.
Hvad Ferro Tungsten består af
Ferro wolfram er en mesterlegering af wolfram og jern, der bruges til at indføre wolfram i stål og støbejern. Kommercielt materiale fremstilles ved carbotermisk reduktion af wolframmalmkoncentrat i en elektrisk ovn med jern-bærende materiale opladet, så det reducerede wolfram opløses i flydende jern i stedet for at blive fremstillet som et rent metal. Resultatet er en tæt, skør legering, der størkner som en blanding af intermetalliske faser, primært FeW- og Fe2W-forbindelserne, sammen med en begrænset mængde jernrig matrix.
Hovedelement:wolfram, typisk 70 til 85 vægtprocent i kommercielle kvaliteter.
Balance:jern, med små og kontrollerede mængder kulstof, silicium, fosfor og svovl.
Produktformer:støbt klump, knuste og sigtede fraktioner og fint pulver til kernetråd og briketproduktion.
Smelteadfærd:legeringen smelter over et område snarere end ved et enkelt punkt, fordi de tilstedeværende faser er forskellige i sammensætning.
Typiske tæthedsværdier efter karakter
Fordi legeringen er en blanding, ligger dens massefylde mellem densiteten af ren wolfram, omkring 19,25 g/cm³, og densiteten af rent jern, omkring 7,87 g/cm³. Blandingsreglen for massefylde er ikke et simpelt vægtet gennemsnit af de to tal, da det bevarede er volumen snarere end densitet:
1 / ρlegering=(w(W) / ρ(W)) + (w(Fe) / ρ(Fe)), hvor w angiver massefraktion.
| Grad | Tungsten indhold | Beregnet massefylde (g/cm³) |
|---|---|---|
| FåW70 | 70 procent | 13.43 |
| FeW75 | 75 procent | 14.14 |
| FåW80 | 80 procent | 14.93 |
| FeW85 | 85 procent | 15.82 |
Beregnede værdier stiger derfor fra ca. 13,4 til ca. 15,8 g/cm³ over det kommercielle område. Fast kommercielt materiale i det sædvanlige FeW75 til FeW80 vindue er normalt angivet til ca. 14,0 til 15,5 g/cm³, hvor det beregnede tal repræsenterer en pore-fri legering med nøjagtig den angivne sammensætning. For sammenhængen ligger almindeligt kulstof og lavlegeret stål på 7,75 til 8,05 g/cm³ og bly på omkring 11,34 g/cm³, så en wolfram{12}}lejet masterlegering er omtrent 1,8 gange så tæt som stål og mærkbart tættere end bly.
Faktorer, der ændrer den målte massefylde
Et laboratorietal taget fra et leveret parti matcher sjældent den beregnede værdi nøjagtigt. Forskellene kan forklares, og hver enkelt peger på en ejendom, der er værd at angive i indkøbsordren:
Wolfram til jern-forhold:den dominerende faktor. Hvert ekstra procentpoint af wolfram øger densiteten af legeringen.
Kulstofindhold:kulstoftilsætninger sænker tætheden lidt, både fordi kulstof er let, og fordi kulstof ændrer andelen af de tilstedeværende faser.
Resterende elementer:molybdæn og andre tunge rester kan erstatte wolfram og flytte resultatet i begge retninger, så kvaliteter købes mod en kemispecifikation snarere end et nominelt navn.
Porøsitet og krympning:støbte barrer og klumper indeholder hulrum, så en målt styktæthed kan falde under den beregnede værdi, selv når kemien er korrekt.
Indesluttet slagge og ikke-metalliske indeslutninger:lettere end legeringen, sænker disse den gennemsnitlige tæthed og reducerer også wolframgenvinding i øsen.
Bulkdensitet af knuste partier:når produktet knuses og sigtes, er massen pr. hældt volumen af det pakkede leje altid lavere end partiklernes faststofdensitet, og det afhænger af størrelsesfordelingen og partikelformen snarere end af kemien.
Af den sidste grund er et tæthedstal meningsløst, medmindre grundlaget er angivet. Købere bør kræve, at certifikatet adskiller fast partikeldensitet fra bulkdensitet og bør fastsætte størrelsesfraktionen på samme tid, fordi en fin fraktion og en grov fraktion af identisk kemi ikke vil opføre sig på samme måde i smelten.
Hvorfor tæthed betyder noget i praksis
I stålskålen og i ovnen er høj densitet en driftsmæssig fordel. En tæt tilsætning trænger ind i slaggelaget, når hurtigt det flydende metal og opløses der, hvorimod en let tilsætning kan flyde, oxidere ved overfladen og gå tabt til slaggen. Dette er grunden til, at wolfram oplades som ferro-wolfram i stedet for som oxid eller som et fint pulver, og hvorfor dimensionering er tilpasset praksis: klump til ovnladning, fine fraktioner til kernetråd, hvor en kontrolleret tilsætningshastighed er nødvendig.
Uden for smelteværket er densiteten af legeringen grunden til, at den overhovedet er valgt:
Ballast og kontravægte:den højeste masse i det mindste volumen, til flykontroloverflader, løfte- og krankontravægte og kapsejladsapplikationer.
Roterende inerti:gyro-rotorer og svinghjulsfælge, hvor der kræves en kompakt masse med høj-densitet.
Strålingsafskærmning:wolfram-lejemateriale tilbyder afskærmningsydelse tæt på bly i en meget mindre tykkelse uden blys toksicitet og håndteringsbegrænsninger.
Densitetsgradientdele:komponenter bevidst bygget med en lettere ydre skal og en tæt kerne, eller omvendt, for at placere masse, hvor den styrer vibrationer eller balance.
Bearbejdning og bearbejdning følger samme logik. En tæt, hård og skør legering er langsom at skære, så den afsluttes normalt med slibning med slibekvaliteter, der er egnet til hårde,-duktilitetsmæssige emner, og den svejses sjældent. Hvor en færdig del er påkrævet, indgår tæthedstallet direkte i vægtberegninger og dermed størrelsen på den bestilte billet.
Ofte stillede spørgsmål
Q: Hvad er tætheden af ferro wolfram?
Fast kommercielt materiale er almindeligvis angivet til omkring 14,0 til 15,5 g/cm³ for wolframindhold på 70 til 85 procent. Beregnede pore-fri værdier for de samme kvaliteter løber fra omkring 13,4 til 15,8 g/cm³.
Q: Hvorfor er tætheden af ferrowolfram ikke gennemsnittet af wolfram og jern?
Massefylde er masse pr. volumenenhed, så volumener kombineres i stedet for tætheder. Blandingsreglen tilføjer det volumen, hver komponent optager, hvilket er grunden til, at legeringen er lettere end den wolfram, den indeholder.
Spørgsmål: Er ferrowolfram tungere end bly?
Ja. Bly er omkring 11,34 g/cm³ mod ca. 14 g/cm³ eller mere for legeringen, hvilket er grunden til, at wolfram-lejemateriale foretrækkes til kompakte modvægte og afskærmning.
Spørgsmål: Betyder højere wolframindhold altid højere densitet?
Inden for FeW70 til FeW85-området, ja. Reelle partier kan afvige, hvis porøsitet, slaggeindeslutninger eller tunge restelementer er til stede, så tætheden verificeres sammen med kemisk analyse.
Spørgsmål: Hvad er forskellen mellem fast massefylde og bulkdensitet af ferro wolfram?
Fast massefylde beskriver selve partiklens materiale. Bulkdensiteten beskriver en pakket bunke af knust produkt og er lavere, fordi hulrummene mellem partiklerne tælles i volumenet.
Q: Hvorfor skal ferro wolfram knuses til en gradueret størrelse?
Opløsningshastighed, opladningsmetode og genvinding afhænger alle af partikelstørrelsen. Ovnladning tåler klump, mens tilsætninger af øse og kernetråd har brug for en smallere og finere størrelsesfraktion.
