虽然钨因其无与伦比的熔点和强度而备受推崇，但其主要缺点是室温下的严重脆性以及在机械加工和制造过程中带来的巨大、专业的挑战。这些特性使得它成为一种难以加工且成本高昂的材料，尽管其耐高温性能极佳，但仍限制了其应用。
钨令人难以置信的热稳定性是以牺牲其可加工性为代价的。核心挑战在于其原子结构使其在未加热时变得脆性，并且其独特的性能使得许多标准的机械加工和成型技术失效。
核心挑战：低于关键温度的脆性
钨最显著的缺点不仅仅是它很硬，而是在正常条件下它很脆。这种行为受一个关键物理性质的支配。
理解韧脆转变温度（DBTT）
纯钨的韧脆转变温度（DBTT）通常高于室温。低于此温度时，该金属表现得像玻璃一样，几乎没有变形就会断裂。高于此温度时，它变得有延展性，可以弯曲或成型。
这意味着，为了避免开裂，对钨进行的大多数成型和机械加工操作都必须在材料受热时进行，这增加了制造过程的复杂性和成本。
纯度的影响
钨的脆性对杂质高度敏感。加工过程中引入的任何污染物都可能进一步提高其韧脆转变温度，使材料更加脆弱，更难以在不发生断裂的情况下进行处理。
显著的制造和机械加工障碍
即使在管理其脆性之后，钨在成型和切割方面仍存在独特的障碍，使其与其他金属区分开来。
纯钨的机械加工难度
一个常见的误解是，极高的硬度需要金刚石工具。虽然这对于许多材料来说是正确的，但纯钨对它们有独特的反应。
这种材料会导致一种称为加载的现象，即钨颗粒会压实到工具上金刚石磨料之间的空隙中。这会堵塞切削表面，使工具几乎立即失效。
关键区别：钨与碳化钨
区分纯钨金属和碳化钨（一种由钨和碳制成的陶瓷化合物）至关重要。
碳化钨异常坚硬，确实需要金刚石或立方氮化硼磨料进行成型。相比之下，纯钨金属由于加载效应而抵抗这些相同的工具。
成型和塑形的局限性
除了切割之外，钨的物理特性限制了其成型方式。它不能轻易地通过心轴拉伸或挤压以制造无缝管，而这对于许多其他金属来说是常见的工艺。
理解权衡
选择钨意味着必须接受其优点和固有缺点之间的艰难平衡。
高密度和重量
钨是密度最高的纯金属之一，密度为19.3 g/cm³，几乎与黄金相同。这使得它非常重。
这种高重量使得钨不适用于任何对强度-重量比要求高的应用，例如许多航空航天或汽车部件。
高昂的加工成本
多种因素的结合——需要高温环境、避免加载的专用工具以及成型方法的限制——使得用钨制造零件比用钢、钛甚至其他难熔金属制造要昂贵得多。
钨是否适合您的应用？
您决定使用钨必须基于对以下问题的清晰理解：其主要优点是否超过其显著的局限性。
- 如果您的主要关注点是极端耐高温性： 钨是灯丝或炉部件等应用的绝佳选择，但您必须预算高昂的制造成本并围绕其成型限制进行设计。
- 如果您的主要关注点是易于制造： 纯钨是一个非常糟糕的选择，您应该考虑替代的难熔金属或高强度钢合金。
- 如果您的主要关注点是高强度-重量比： 钨的高密度使其不适用；钛合金或复合材料等材料是更好的选择。
通过了解这些基本局限性，您可以准确评估钨的独特优势是否值得其显著的加工挑战。
总结表：
| 缺点 | 主要影响 |
|---|---|
| 脆性（高韧脆转变温度） | 室温下易断裂；需要热加工。 |
| 加工困难 | 导致工具加载；抵抗标准切削方法。 |
| 成型选择有限 | 不能像其他金属一样轻易拉伸或挤压。 |
| 高密度 | 不适用于需要高强度-重量比的应用。 |
| 高加工成本 | 专用设备和高温处理增加了费用。 |
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