Der Einfluss von Verunreinigungselementen auf die Duktilität von Wolframlegierungen

Die Duktilität einer Wolframlegierung bezieht sich auf die plastische Verformungsfähigkeit des Legierungsmaterials, bevor es aufgrund von Spannung bricht. Es handelt sich um eine Kombination mechanischer Eigenschaften mit ähnlichen Konzepten von Duktilität und Duktilität und wird von vielen Faktoren beeinflusst, darunter Materialzusammensetzung, Rohstoffverhältnis, Produktionsprozess und Nachbehandlungsmethoden. Im Folgenden wird hauptsächlich der Einfluss von Verunreinigungselementen auf die Duktilität von Wolframlegierungen vorgestellt.

Zu den Verunreinigungselementen in hochdichten Wolframlegierungen gehören Kohlenstoff-, Wasserstoff-, Sauerstoff-, Stickstoff-, Phosphor- und Schwefelelemente.

Kohlenstoffelement: Im Allgemeinen nimmt mit zunehmendem Kohlenstoffgehalt auch der Gehalt an Wolframcarbidphase in der Legierung zu, was die Härte und Festigkeit der Wolframlegierung verbessern kann, ihre Duktilität jedoch abnimmt.

Wasserstoffelement: Bei hohen Temperaturen reagiert Wolfram mit dem Wasserstoffelement unter Bildung von hydriertem Wolfram, was zu einer Abnahme der Duktilität von Wolframlegierungen mit hoher Dichte führt, und dieser Prozess führt auch zu einer Wasserstoffversprödung.

Sauerstoffelement: Im Allgemeinen verringert das Vorhandensein des Sauerstoffelements die Duktilität von Wolframlegierungen mit hoher Dichte, hauptsächlich weil das Sauerstoffelement mit Wolfram stabile Oxide bildet, die eine Spannungskonzentration an Korngrenzen und innerhalb der Körner erzeugen.

Stickstoff: Die Zugabe von Stickstoff kann die Festigkeit und Härte von Wolframlegierungen mit hohem spezifischem Gewicht verbessern, da die Bildung einer festen Lösung zwischen Stickstoff- und Wolframatomen zu einer Gitterverzerrung und -verstärkung führt. Ist der Stickstoffgehalt jedoch zu hoch, kann es durch Gitterverzerrungen und chemische Reaktionen zu einer Erhöhung der Sprödigkeit der Legierung und damit zu einer Verringerung der Duktilität kommen.

Phosphor: Phosphor kann durch Phosphidverunreinigungen in den Rohstoffen oder durch Verschmutzung während des Produktionsprozesses in hochdichte Wolframlegierungen gelangen. Sein Vorhandensein kann zur Versprödung der Korngrenzen führen und dadurch die Duktilität der Legierung verringern.

Schwefelelement: Das Schwefelelement fördert das Kornwachstum, was wiederum die mechanischen Eigenschaften und die Duktilität von Wolframlegierungen beeinflusst. Darüber hinaus kann Schwefel an Korngrenzen und groben Körnern auch spröde Sulfide bilden, was die Duktilität und Zähigkeit der Legierung weiter verringert.