炭化物プレートの骨折の靭性は何ですか？

骨折の靭性は、特に高応力アプリケーションで使用される材料に関しては、重要な機械的特性です。炭化物プレートのサプライヤーとして、これらのプレートの骨折の靭性を理解することは、米国と顧客の両方にとって不可欠です。このブログでは、炭化物プレートの破壊靭性、その重要性、およびさまざまな産業の炭化物プレートの性能にどのように影響するかを掘り下げます。

骨折の靭性とは何ですか？

骨折の靭性は、亀裂伝播に対する材料の抵抗の尺度です。材料が外力にさらされる場合、その中に小さな亀裂や欠陥が存在する可能性があります。骨折の靭性は、これらの亀裂が成長し始め、材料を壊滅的に失敗させる前に、材料がどれだけ耐えることができるかを定量化します。通常、エンジニアリングアプリケーションで広く使用されているパラメーターである平面 - ひずみ骨折の靭性の場合、シンボル（k_ {ic}）で示されます。

数学的には、応力強度係数（k）は、適用された応力（\ sigma）、亀裂長（a）、および幾何学係数（y）に関連しています（k = y \ sigma \ sqrt {\ pi a}）。 （k）、（k_ {ic}）の臨界値は、亀裂が不確実に伝播し始める応力強度係数を表します。

カーバイドプレートの骨折靭性

炭化物プレートは、金属製バインダー（通常はコバルト）に埋め込まれた硬い炭化物粒子（タングステン炭化物など）で構成される複合材料で作られています。炭化物プレートの骨折靭性は、炭化物とバインダーの組成、炭化物粒子の粒子サイズ、製造プロセスなど、いくつかの要因に依存します。

• 構成：炭化物粒子のバインダーの比率は、骨折の靭性に大きな影響を与えます。一般に、炭化物の含有量が多いと、硬度が高くなりますが、骨折の靭性が低くなります。一方、バインダーの含有量が多いと、骨折の靭性が増加する可能性がありますが、炭化物プレートの硬度を低下させる可能性があります。たとえば、高いコバルトバインダーを備えた炭化物プレートは、低いコバルトバインダーを備えたプレートと比較して、延性が高く、骨折の靭性が良くなります。
• 穀物サイズ：炭化物粒子の粒度も役割を果たします。細かい粒子炭化炭化物プレートは硬度が高くなる傾向がありますが、粗いものと比較して骨折の靭性が低くなります。これは、より細かい穀物が転位の動きにより多くの障害をもたらし、硬さを高めるだけでなく、亀裂が開始して伝播しやすくするためです。
• 製造プロセス：炭化物プレートの製造方法は、骨折の靭性に影響を与える可能性があります。ホットプレス、焼結、股関節などのプロセスは、炭化物プレートの密度、多孔性、微細構造に影響を及ぼし、機械的特性に影響を与えます。たとえば、股関節は炭化物プレートの気孔率を低下させ、骨折の靭性を改善します。

アプリケーションにおける骨折の靭性の重要性

炭化物プレートの骨折の靭性は、さまざまな産業で非常に重要です。ここにいくつかの例があります：

• 金属切断：金属 - 切断用途では、炭化物プレートが切削工具として使用されます。ツールの最先端は、切断プロセス中に高い応力と衝撃力を受けます。骨折の靭性が高い炭化物プレートは、切断中にチップまたは破損する可能性が低く、機械加工された部品のツール寿命が長くなり、表面仕上げが向上する可能性が低くなります。たとえば、ステンレス鋼やチタンなどの硬い金属を機械加工する場合、良好な骨折の靭性を備えた炭化物のツールは、時期尚早に失敗することなく、高い切断力に耐えることができます。
• 鉱業と掘削：鉱業および掘削業界では、炭化物のプレートがドリルビットで使用されます。ドリルビットは、高い圧力、摩耗、衝撃など、極端な条件にさらされます。骨折の靭性が高い炭化物プレートは、掘削中に発生する亀裂やチッピングに抵抗し、ドリルビットがハードロック層をより効果的に貫通し、長持ちする可能性があります。
• 金型作り：金型では、用途の製造では、炭化物プレートを使用して、プラスチックの射出成形、ダイ - 鋳造、その他のプロセスのための金型を作ります。金型は、周期的な負荷と高圧力にさらされます。骨折の靭性が良好な炭化物プレートは、亀裂を発症することなくこれらの力に耐えることができ、成形部品の寸法精度と表面の品質を確保できます。

炭化物プレートの骨折の靭性をテストします

炭化物プレートの骨折靭性をテストする方法はいくつかあります。最も一般的な方法の1つは、シングルエッジノッチビーム（SENB）テストです。このテストでは、炭化物プレートの標本は、一端にノッチで機械加工されています。次に、亀裂が伝播するまで、試験片を3点または4点曲げ構成に積み込みます。負荷と変位データが記録され、骨折の靭性は、試験片のジオメトリと亀裂が伝播する臨界負荷に基づいて計算されます。

別の方法は、インデント骨折靭性テストです。このテストでは、硬いインデンター（ダイヤモンドのインデンターなど）が炭化物プレートの表面に押し込まれ、インデントの周りに亀裂が生じます。亀裂の長さが測定され、亀裂の長さ、インデント荷重、および材料の硬度を関連付ける経験式を使用して、破壊靭性が計算されます。

炭化物プレートを他の材料と比較します

他の材料と比較すると、炭化物プレートは一般に、硬度と骨折の靭性の良好な組み合わせを持っています。たとえば、鋼と比較して、炭化物プレートは硬度がはるかに高く、耐摩耗性が重要な用途により適しています。同時に、炭化物プレートの骨折靭性は、さまざまなアプリケーションの要件を満たすために構成と製造プロセスを変更することで調整できます。

セラミックと比較して、炭化物プレートは骨折の靭性が良好です。セラミックは非常に硬いが、骨折の靭性が低いため、非常に脆い。これにより、衝撃または高いストレス条件下でのひび割れや障害になりやすくなります。一方、カーバイドプレートは、硬度と靭性のバランスをとることができ、さまざまな用途でより多用途になります。

炭化物のプレートが際立っている方法

炭化物プレートのサプライヤーとして、骨折の靭性の重要性を理解しています。顧客の多様なニーズを満たすために、さまざまな組成、穀物サイズ、製造プロセスを備えた幅広い炭化物プレートを提供しています。当社のR＆Dチームは、革新的な製造技術と材料の最適化を通じて、炭化物プレートの骨折の靭性の改善に常に取り組んでいます。

また、高品質を提供しますカーバイドストリップ、炭化物EDMプレート、 そしてカーバイドロッド。これらの製品は、さまざまなアプリケーションでのパフォーマンスを確保するために、骨折の靭性に焦点を当てて設計されています。

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参照

-ASMハンドブックボリューム20：材料の選択とデザイン。 ASM International。

• Callister、WD、＆Rethwisch、DG（2011）。材料科学と工学：はじめに。ワイリー。
• Dieter、GE（1986）。機械的冶金。マクグロー - ヒル。