Карбид против стали: в чем разница

Что делает карбид превосходящим сталь в определенных областях применения?

Уникальные свойства карбида, такие как высокая твердость и износостойкость, делают его предпочтительным выбором перед сталью для конкретных применений.

В этом сообщении блога мы рассмотрим ключевые характеристики твердого сплава и стали, которые помогут вам принять обоснованное решение.

Что такое карбид

Карбид представляет собой соединение углерода и менее электроотрицательного элемента, обычно металла. Карбид вольфрама, популярный тип, сочетает в себе вольфрам и углерод. Карбиды известны своей чрезвычайной твердостью, высокими температурами плавления и превосходной износостойкостью. Эти свойства делают твердосплавные материалы идеальными для режущих инструментов и абразивов.

Что такое сталь

Сталь представляет собой сплав, состоящий в основном из железа и углерода, содержание углерода обычно варьируется от 0,2% до 2,1%. Быстрорежущая сталь (HSS), разновидность инструментальной стали, часто содержит дополнительные легирующие элементы, такие как вольфрам, молибден и ванадий. Сталь демонстрирует баланс прочности, вязкости и пластичности, что делает ее универсальной для различных применений.

Сравнение свойств

Твердость

Карбид вольфрама: Карбид вольфрама значительно превосходит сталь по твердости. Твердосплавные инструменты обычно имеют твердость 85-95 HRA.

Сталь: Инструменты из быстрорежущей стали (HSS) имеют твердость 62–65 HRC. Эта превосходная твердость позволяет твердому сплаву сохранять острую режущую кромку в течение более длительного времени и более эффективно обрабатывать более твердые материалы.

Прочность

Сталь: Сталь обычно обладает большей прочностью по сравнению с твердым сплавом. Быстрорежущая сталь имеет ударную вязкость 0,18-0,32 МДж/м2, что делает ее более устойчивой к сколам и поломкам.

Карбид: Карбид, будучи керамическим материалом, более хрупкий и склонен к разрушению при ударе, несмотря на его более высокую твердость.

Износостойкость

Карбид: Карбид демонстрирует превосходную износостойкость по сравнению со сталью. Этому свойству способствуют высокая твердость и наличие твердых карбидных частиц в его микроструктуре. Твердосплавные инструменты сохраняют свою режущую кромку и стабильность размеров в течение более длительного времени, особенно при обработке абразивных материалов.

Термостойкость

Карбид вольфрама: Карбид вольфрама превосходит сталь по жаростойкости. Твердосплавные инструменты способны сохранять твердость и режущую способность при температурах до 800-1000°С. Превосходная термостойкость позволяет твердосплавным инструментам работать на более высоких скоростях резания.

Сталь: Твердость инструментов из быстрорежущей стали начинает значительно снижаться при температуре выше 500°С.

Различия между карбидом и сталью

Свойство	Карбид	Сталь
Твердость	85-95 ХРА (69-81 ХРА)	62-65HRC для быстрорежущей стали.
Прочность	Меньшая прочность, более хрупкий	Более высокая прочность, менее хрупкий
Износостойкость	Отличная износостойкость	Хорошая износостойкость, но ниже, чем у твердого сплава.
Термостойкость	Сохраняет твердость до 800-1000°C.	Теряет твердость выше 500-600°С.
Скорость резания	В 4-7 раз быстрее, чем сталь	Более низкие скорости резания, чем у твердого сплава
Срок службы инструмента	В 5-80 раз дольше, чем стальные инструменты	Меньший срок службы, чем у твердосплавных инструментов
Расходы	Более дорогой	Дешевле, чем карбид
Типичные области применения	Режущие инструменты, горнодобывающие инструменты, изнашиваемые детали	Режущие инструменты, сверла, общий инструмент

Часто задаваемые вопросы

Как отличить карбид от стали?

Карбид темнее серого цвета, чем сталь. Это тяжелее и сложнее. Может помочь магнитный тест: карбид менее магнитен. Карбид дает более короткие оранжевые искры при измельчении, а стальные искры длиннее и ярче. Карбид более хрупок и может отколоться или расколоться.

Карбид — это разновидность стали?

Нет, карбид — это не сталь. Карбид – это соединение углерода и металла, обычно вольфрама. Сталь – это сплав железа и углерода. Карбид тверже и более хрупкий, чем сталь.

В заключение

Карбид и сталь — ценные материалы с разными свойствами и сферами применения. Карбид отличается износостойкостью и твердостью, а сталь обеспечивает прочность, вязкость и универсальность.

Выбор между твердым сплавом и сталью зависит от конкретных требований применения. Принимая решение, учитывайте такие факторы, как износостойкость, ударопрочность и стоимость.

Для получения индивидуальных рекомендаций по выбору материала проконсультируйтесь с квалифицированным инженером или поставщиком.