タングステンを使用するデメリットは何ですか?主な課題と対処のヒント

タングステンは、その並外れた硬度と高い融点で知られていますが、特定の用途での使用を制限するいくつかの欠点があります。主な欠点としては、加工が難しいこと、低温では脆くなること、高温では脆化や酸化を受けやすいことが挙げられます。これらの課題は、延性から脆性への転移温度 (DBTT) が高いことや、機械加工中にダイヤモンド工具に圧縮される傾向などの物理的特性から生じます。さらに、タングステン発熱体は脆化や酸化を防ぐために慎重な温度制御を必要とするため、高温環境での使用はさらに複雑になります。

重要なポイントの説明:

加工の難しさ:
- 純粋なタングステンは機械加工が難しいことで知られています。ダイヤモンド工具は通常、炭化タングステンの加工には効果的ですが、純粋なタングステンには効果がありません。これは、タングステン材料が切削工具上のダイヤモンド間の空間に圧縮される「ローディング」と呼ばれる現象によるものです。この圧縮により切削工具の効果がなくなり、加工プロセスが非効率になり、コストが高くなります。
- さらに、純粋なタングステンはマンドレル上で引き抜いたり、チューブに押し出したりすることができないため、成形性が制限され、複雑な形状やコンポーネントを製造することが困難になります。
低温での脆性:
- タングステンは高い延性から脆性への転移温度 (DBTT) を示し、通常は室温よりも高くなります。これは、低温ではタングステンが脆くなり、応力がかかると亀裂や破損が起こりやすくなるということを意味します。この特性により、低温での柔軟性や耐衝撃性が必要な用途には適していません。
- 不純物や汚染によって脆性はさらに悪化し、タングステンの取り扱いや作業がさらに困難になる可能性があります。
高温での脆化と酸化の影響を受けやすい:
- タングステン発熱体は、高温にさらされると脆化、機械的衝撃、熱衝撃に対して特に脆弱です。これは、材料が脆くなり破損する可能性があるため、急激な温度変化が発生する環境では特に問題となります。
- 酸化は、高温におけるタングステンのもう 1 つの重大な問題です。 500°C (932°F) を超える空気にさらされると、タングステンが酸化し、材料の劣化につながります。これを軽減するには、タングステン発熱体を制御された雰囲気内で動作させるか、温度上昇制御システムを使用して冷間始動時の脆化を回避する必要があります。
熱的および機械的衝撃:
- タングステンは熱的衝撃や機械的衝撃に弱いため、急速な温度変化や機械的応力が一般的な用途での使用はさらに制限されます。この材料は低温では脆くなり、高温では酸化する傾向があるため、温度の急激な変化や機械的負荷がかかる環境では信頼性が低くなります。
特別な取り扱い要件:
- タングステンは DBTT が高く酸化しやすいため、特別な取り扱いと加工技術が必要です。たとえば、タングステンの発熱体は始動時の脆化を防ぐために慎重に制御する必要があり、高温の空気にさらされないよう保護する必要があります。これらの要件により、さまざまな用途でのタングステンの使用が複雑になり、コストが増加します。

要約すると、タングステンは高い硬度や融点などのいくつかの有利な特性を備えていますが、加工の難しさ、低温での脆さ、高温での脆化や酸化の影響を受けやすいなどの欠点により、タングステンを加工するのは困難な材料となっています。多くのアプリケーション。これらの制限により、工業環境または高温環境でタングステンを使用する場合は、慎重な考慮と特殊な取り扱いが必要になります。

概要表:

短所	主要な詳細
加工の難しさ	- 純粋なタングステンは機械加工が困難です。ダイヤモンド工具は効果がありません。
	- 限定された成形性。簡単に描画したり押し出したりすることはできません。
低温での脆性	- 高い延性から脆性への転移温度 (DBTT)。
	- 低温での応力により亀裂や破損が発生しやすくなります。
高温での酸化	- 500°C (932°F) を超えると酸化し、劣化を引き起こします。
	- 制御された雰囲気または温度上昇制御が必要です。
熱的および機械的衝撃	- 急激な温度変化により脆化や破損が発生しやすくなります。
特別な取り扱い要件	- 慎重な温度管理と高温の空気からの保護が必要です。