使用钨有什么缺点？主要挑战和处理技巧

钨虽然以其卓越的硬度和高熔点而闻名，但也有一些缺点限制了其在某些应用中的使用。主要缺点包括加工困难、低温脆性、高温易脆化和氧化。这些挑战源自其物理特性，例如高延性脆性转变温度 (DBTT) 及其在加工过程中压实到金刚石工具中的倾向。此外，钨加热元件需要仔细的温度控制，以防止脆化和氧化，这使其在高温环境下的使用进一步复杂化。

要点解释：

加工难度:
- 众所周知，纯钨很难加工。金刚石工具通常对加工碳化钨有效，但对纯钨无效。这是由于一种称为“加载”的现象，即钨材料压实到切削工具上的金刚石之间的空间中。这种压实导致切削刀具失效，导致加工过程效率低下且成本高昂。
- 此外，纯钨无法在心轴上拉拔或挤压成管，这限制了其可成形性，并使生产复杂形状或部件变得具有挑战性。
低温脆性:
- 钨具有较高的韧脆转变温度 (DBTT)，通常高于室温。这意味着在低温下，钨会变脆，在压力下容易破裂或断裂。此特性使其不适合需要在较低温度下具有柔韧性或抗冲击性的应用。
- 杂质或污染进一步加剧了脆性，这使得钨的处理和加工变得更加困难。
高温下脆化和氧化的敏感性:
- 当暴露在高温下时，钨加热元件特别容易脆化、机械冲击和热冲击。在温度快速变化的环境中，这尤其成问题，因为材料可能会变脆并失效。
- 氧化是钨在高温下的另一个重要问题。当暴露于 500°C (932°F) 以上的空气中时，钨会氧化，导致材料降解。为了缓解这种情况，钨加热元件必须在受控气氛中或使用升温控制系统运行，以避免冷启动期间脆化。
热冲击和机械冲击:
- 钨对热和机械冲击的敏感性进一步限制了其在温度快速变化或机械应力常见的应用中的使用。该材料在低温下的脆性和在高温下的氧化倾向使其在温度或机械负载突然变化的环境中不太可靠。
特殊处理要求:
- 由于其高 DBTT 和对氧化的敏感性，钨需要特殊的处理和加工技术。例如，必须仔细控制钨加热元件，以防止在启动过程中脆化，并且必须防止它们暴露在高温空气中。这些要求增加了钨在各种应用中的使用的复杂性和成本。

总之，虽然钨具有多种有利的特性，例如高硬度和高熔点，但它的缺点（包括加工困难、低温下易脆以及高温下易脆化和氧化）使其成为一种具有挑战性的材料。许多应用程序。在工业或高温环境中使用钨时，这些限制需要仔细考虑和专门处理。

汇总表：

缺点	关键细节
加工难度	- 纯钨很难加工；金刚石工具无效。
	- 有限的成型性；不能轻易地被拉伸或挤压。
低温脆性	- 高韧脆转变温度 (DBTT)。
	- 在低温下应力作用下容易开裂或断裂。
高温氧化	- 在 500°C (932°F) 以上发生氧化，导致降解。
	- 需要受控气氛或升温控制。
热冲击和机械冲击	- 在快速温度变化下容易脆化和失效。
特殊处理要求	- 需要仔细的温度控制和高温空气防护。