텅스텐 재료의 변형 거동은 무엇입니까?

이봐! 텅스텐 재료의 공급 업체로서 저는 텅스텐 세계와 변형 행동의 세계로 깊숙이 뛰어 들었습니다. Tungsten은 다양한 산업에서 눈에 띄는 독특한 특성을 가진 엄청나게 매혹적인 금속입니다. 따라서 텅스텐 재료의 변형 거동이 무엇인지 탐구 해 봅시다.

텅스텐의 기본

우선, 텅스텐은 높은 용융점으로 유명하며, 이는 약 3422 ° C (6192 ° F)의 모든 금속 중에서 가장 높습니다. 또한 강도와 밀도가 뛰어납니다. 이러한 특성은 항공 우주 및 전자 산업과 같이 높은 온도 안정성과 내구성이 필요한 응용 분야에서 최고 선택 재료입니다.

탄성 변형

다른 많은 재료와 마찬가지로 Tungsten은 힘을 적용 할 때 먼저 탄성 변형을 겪습니다. 탄성 변형은 가역적 과정입니다. 텅스텐 조각에 소량의 스트레스를 적용하면 모양이 바뀌지 만 스트레스를 제거하면 원래 모양으로 돌아갑니다.

고무 밴드를 스트레칭하는 것처럼 생각하십시오. 너무 멀리 스트레칭하지 않는 한 일반 크기로 돌아갑니다. 텅스텐의 경우, 결정 격자의 원자는 탄성 변형 동안 평형 위치에서 약간 변위됩니다. 이 지역의 스트레스와 긴장 사이의 관계는 선형이며 Hooke의 법칙에 의해 묘사됩니다.

텅스텐의 탄성 계수는 ​​상당히 높기 때문에 소량의 탄성 변형을 일으키기 위해 상당한 양의 힘이 필요하다는 것을 의미합니다. 이 높은 탄성 계수는 ​​텅스텐의 강성에 기여하여고품질 텅스텐 플레이트정밀 기계에 사용됩니다.

플라스틱 변형

적용된 응력이 텅스텐의 탄성 한계를 초과하면 플라스틱 변형이 발생합니다. 소성 변형은 돌이킬 수 없습니다. 텅스텐 크리스탈 격자의 원자는 서로를 지나쳐 가기 시작하여 탈구를 만듭니다. 탈구는 물질이 영구적으로 변형 될 수있는 결정 구조의 결함과 같습니다.

텅스텐에서는 플라스틱 변형이 다른 금속에 비해 더 복잡합니다. 텅스텐에는 신체 - 중심 입방 (BCC) 결정 구조가 있습니다. 저온에서 BCC 금속의 탈구 이동이 제한되어 텅스텐을 매우 부서지게합니다. 그러나 온도가 증가함에 따라 탈구의 이동성도 증가하고 텅스텐은 더 연성이됩니다.

예를 들어, 제조에서고순도 텅스텐로드, 막대는 단조 또는 롤링과 같은 공정을 통해 형성되어야 할 수도 있습니다. 충분한 온도에서, 텅스텐로드는 균열없이 원하는 모양으로 변형 될 수있다.

높은 온도 변형

높은 온도 변형은 Tungsten의 행동의 중요한 측면입니다. 온도가 높아지면 확산 - 기반 공정이 더욱 중요해집니다. 확산은 결정 격자를 통한 원자의 움직임입니다. 고온에서 텅스텐에는 크리프 및 재결정 화의 두 가지 주요 유형의 확산 - 기반 변형 메커니즘이 있습니다.

살금살금 기다

크리프는 고온에서 일정한 하중 하에서 재료의 느린 시간 - 의존적 변형입니다. 텅스텐에서는 온도가 높을 때 비교적 낮은 응력에서도 크리프가 발생할 수 있습니다. 텅스텐 격자의 원자는 천천히 스스로를 움직이고 재배치하여 시간이 지남에 따라 재료가 변형됩니다.

이것은 텅스텐 구성 요소가 장기간 고온에 노출되는 응용 분야에서 중요한 고려 사항입니다.텅스텐 도가니고온 용융 공정에 사용됩니다. 도가니는 고온의 결합 된 효과와 보유한 용융 물질의 중량으로 모양과 무결성을 유지해야합니다.

재결정 화

재결정 화는 텅스텐에서 또 다른 높은 온도 현상입니다. 변형 된 텅스텐 재료가 특정 온도로 가열되면, 새로운 변형 - 자유 입자가 변형 된 구조 내에서 형성되기 시작합니다. 이 새로운 곡물은 변형 된 곡물을 희생시키면서 자랍니다.

새로운 곡물의 탈구가 적고 더 균일하기 때문에 재결정 화는 텅스텐의 연성을 향상시킬 수 있습니다. 이 과정은 종종 기계적 특성을 향상시키기 위해 텅스텐 제품의 열 - 처리에 사용됩니다.

불순물 및 곡물 크기의 영향

텅스텐의 변형 거동은 또한 불순물과 입자 크기에 의해 크게 영향을받을 수 있습니다. 불순물은 탈구의 움직임에 장애물로 작용할 수 있으므로 재료가 변형되기가 더 어려워집니다. 예를 들어, 텅스텐 샘플에 불순물이있는 경우 탈구가 고정되고 재료가 더욱 부서지기 쉬울 수 있습니다.

반면에 곡물 크기는 중요한 역할을합니다. 더 작은 곡물 크기는 일반적으로 텅스텐에서 강도와 경도가 높아집니다. 그러나, 매우 미세 - 그린 텅스텐은 변형 동안, 특히 저온에서 균열이 더 발생할 수 있습니다. 거친 - 그린 텅스텐은 고온에서 더 나은 연성을 가질 수 있습니다. 탈구는 더 큰 곡물에서 더 쉽게 움직일 수 있기 때문입니다.

응용 및 변형 행동

텅스텐의 변형 행동을 이해하는 것은 다양한 응용 분야에 필수적입니다. 항공 우주 산업에서 Tungsten은 터빈 블레이드 및 로켓 노즐과 같은 부분에 사용됩니다. 텅스텐의 높은 온도 변형 저항은 이러한 구성 요소가 비행 중에 극한 조건을 견딜 수 있도록합니다.

전자 산업에서고품질 텅스텐 플레이트반도체 제조에 사용됩니다. 제조 공정 동안 텅스텐의 변형을 제어하는 ​​능력은 전자 구성 요소의 정밀성과 신뢰성을 보장하기 위해 중요합니다.

결론

요약하면, 텅스텐의 변형 거동은 복잡하며 온도, 응력, 불순물 및 입자 크기와 같은 요인에 따라 다릅니다. 낮은 응력의 탄성 변형에서 플라스틱 변형 및 크리프 및 재결정과 같은 높은 온도 공정에 이르기까지 각각의 측면은 텅스텐이 다른 응용 분야에서 어떻게 행동하는지에 중요한 역할을합니다.

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참조

• Askeland, Dr, & Phulé, pp (2012). 재료의 과학 및 공학. Cengage Learning.
• Callister, WD, & Rethwisch, DG (2015). 재료 과학 및 공학 : 소개. 와일리.