Erinevuste paljastamine: kõvasulam vs teras

Tööstusmaterjalide maastikul on kõvasulam ja teras kaks võtmetegurit. Vaadelgem nende erinevusi peamiste mõõtmete lõikes, et saaksite aru, millal kumbagi kasutada!

I. Koostise analüüs

Materjalide omadused tulenevad nende koostisest – siin on, kuidas need kaks omavahel võrreldavad:

(1) Kõvametallist karbiidi koostis

• PõhistruktuurValmistatudkõvad ühendid (nt volframkarbiid, titaankarbiid)ja asideaine (tavaliselt koobalt).
• Miks see on oluline:
  • Kõvad ühendid tagavad äärmise kõvaduse ja kulumiskindluse.
  • Sideaine "liimib" need ühendid kokku, lisades piisavalt sitkust, et vältida rabedust.

(2) Terase koostis

• PõhistruktuurPeamiselt raud (Fe) koossüsinik (C)ja valikulised legeerelemendid (nt mangaan, kroom, nikkel).
• Miks see on oluline:
  • Süsinikusisaldus määrab kõvaduse/tugevuse (kõrgem süsinikusisaldus = kõvem, aga vähem painduv).
  • Legeerivad elemendid kohandavad omadusi: kroom suurendab korrosioonikindlust; nikkel suurendab sitkust.

II. Esinemiste duell

Võrdleme nende peamisi mehaanilisi ja füüsikalisi omadusi:

Kinnisvara	Tsementeeritud karbiid	Teras
Kõvadus	Ülikõrge (HRA 89–93, ~HRC 74–81)	Mõõdukas (HRC 20–65, olenevalt astmest)
Kulumiskindlus	Erakordne (vastupidab hõõrdumisele kauem kui teras)	Hea (kuid ebaõnnestub kiiremini suure kulumisega rakendustes)
Vastupidavus	Madal (habras; löögi all pragunemisele kalduv)	Kõrge (paindlik; neelab lööke)
Kuumuskindlus	Säilitab kõvaduse temperatuurini 800–1000 °C	Kaotab tugevust üle 400 °C (puhta terase puhul)
Korrosioonikindlus	Korralik teatud keskkondades (nt kuivtöötlus)	Hea vastupidavuse tagamiseks on vaja sulameid (nt roostevaba teras)

Toimivuslünkade reaalne mõju

• Tsementeeritud karbiid läigiblõikeriistades (nt puuriterad) ja kaevandamises – kus domineerivad äärmuslik kulumine/kuumus.
• Teras paistab silmakonstruktsiooniosades (nt autoraamid, sillad) – kus sitkus ja kulutõhus tugevus on olulised.

III. Rakendusvaldkonnad

Nende soorituslikud erinevused määravad nad selgelt eristuvatesse rollidesse:

(1) Kõvametalli rakendused

• LõikeriistadFreesid, puuriterad (kiirlõikamiseks).
• Kaevandamine/puurimineKivimipuurimise otsad, tunnelipuurimise tööriistad (vastupidavad abrasiivsetele kivimitele).
• Lennundus ja kosmosetööstusTäppiskomponendid (nt turbiiniosad), mis vajavad kuuma-/kulumiskindlust.

(2) Terase rakendused

• EhitusArmatuur, talad (ohutuse tagamiseks on oluline tugevus ja venivus).
• AutotööstusŠassii, mootori osad (tasakaalustab tugevuse, vastupidavuse ja hinna).
• ÜldmasinadHammasrattad, võllid (mitmekülgsed nii madala kui ka suure koormuse korral).

IV. Tootmiskulud ja töötlemine

(1) Kulude võrdlus

• Tsementeeritud karbiidKallis järgmistel põhjustel:
  • Haruldased toorained (volfram, koobalt).
  • Kompleksne pulbermetallurgia (pressimine + paagutamine).
• TerasTaskukohane tänu:
  • Rohkelt rauda/süsinikku.
  • Küps tootmine (sulatamine, valtsimine).

(2) Töötlemisraskused

• Tsementeeritud karbiidRaske töödelda – nõuab EDM-i (elektroerosioontöötlust) või laserlõikust.
• TerasLihtne vormida – sepistada, valtsida või lõigata standardsete tööriistadega.

V. Kuidas valida?

Valiku aluseks:

1. Keskkond:
   • Suur kuumus/kulumine? → Kõvametallist kõvasulam.
   • Löögid/löögid? → Teras.
2. Jõudlusvajadused:
   • Äärmuslik kõvadus? → Kõvametallist kõvasulam.
   • Plastilisus/sitkus? → Teras.
3. Eelarve:
   • Kulutundlik? → Teras.
   • Kas jõudlus õigustab esmaklassilist kvaliteeti? → Kõvametallist kõvasulam.

Kokkuvõte: vali targalt vastavalt oma vajadustele

Kõvametallist kõvasulam ja teras ei ole konkurendid – need on spetsiaalsed tööriistad. Äärmuslikes tingimustes kasutage karbiidi; mitmekülgse ja kulutõhusa tugevuse saavutamiseks toetuge terasele.

Kas sul on mõni projekt silme ees? Jaga oma vajadusi kommentaarides ja arutame koos, milline materjal sulle kõige paremini sobib!