Co je Ferro Tungsten
Ferowolfram je železo-wolframová předslitina, která se vyrábí redukcí wolframových-surovin v elektrické obloukové peci a následným odléváním taveniny do ingotů, které se rozdělují na kusy kontrolované velikosti. Jedná se o standardní nosič používaný k zavádění wolframu do ocelí a litin, protože jeho rozsah tavení je daleko pod rozsahem tavení čistého wolframu, který se taví při asi 3422 stupních.
Komerční materiál je tříděn podle obsahu wolframu. FeW75 nominálně obsahuje 70-80 % W a FeW80 nominálně obsahuje 75-85 % W, přičemž zbytek tvoří železo a těsně omezené zbytky, jako je uhlík, síra, fosfor, křemík a mangan. Hustota slitiny je zhruba 14 až 16 g/cm3 v závislosti na jakosti a praxi odlévání, ve srovnání s přibližně 19,25 g/cm3 u čistého wolframu. Tato vysoká hustota je důvodem, proč je materiál běžně popisován z hlediska hmotnosti a pevnosti spíše než jakoukoli elektrickou nebo magnetickou charakteristikou.
Proč wolfram sám o sobě není feromagnetický
Feromagnetismus vyžaduje částečně vyplněné, těsně rozmístěné d nebo f elektronové stavy, které se mohou spontánně zarovnat. Wolfram má těleso-centrovanou krychlovou strukturu, ale jeho 5d elektrony jsou příliš delokalizovány a výměnná interakce je příliš slabá na to, aby vytvořila magnetický řád dlouhého dosahu, takže kov je při pokojové teplotě jen slabě paramagnetický. Nevykazuje žádný permanentní magnetismus a žádnou dostatečně silnou přitažlivost, aby byl užitečný při magnetické separaci nebo magnetickém uchopení.
Železo se chová zcela odlišně: je feromagnetické pod svou Curieovou teplotou asi 770 stupňů (1043 K) a tento řád pochází výhradně z mřížky železa. Když se spojí železo a wolfram, otázka tedy nezní, zda je wolfram magnetický, ale kolik z magnetického řádu převládajícího železa ve slitině přežije.
Magnetické chování komerčního Ferro Tungsten
V běžných komerčních jakostech, jako jsou FeW75 a FeW80, je ferrowolfram při pokojové teplotě v podstatě ne-magnetický. Zodpovědné jsou dva efekty. Za prvé, obsah wolframu je natolik vysoký, že velká část slitiny sestává z fází bohatých na wolfram-, které nenesou žádný feromagnetický řád. Za druhé, wolfram, který se rozpouští v železné mřížce, tvoří substituční pevný roztok, který silně snižuje jak saturační magnetizaci, tak Curieovu teplotu fáze bohaté na železo, čímž stlačuje teplotu, při které může existovat magnetický řád, hluboko pod okolní teplotu.
Z tohoto důvodu vytváří permanentní magnet držený proti kousku -kvalitního ferrowolframu pouze velmi slabý tah, pokud vůbec nějaký. Někdy pozorovaná malá přitažlivost pochází ze zbytkového materiálu bohatého na železo-, z povrchů lomů obnažených při lámání nebo z jemného-železonosného prachu ulpívajícího na povrchu. Sypký materiál nemá žádnou měřitelnou remanenci a nemůže být zmagnetizován tak, aby přitahoval jiné kusy, proto se s ním nesmí zacházet jako s magnetickým materiálem pro technické účely.
Složení s nízkým-wolframovým-wolframem se chovají odlišně. Když je wolfram přidán do oceli v množství několika procent, slitina zůstává jasně feromagnetická, ale přidání stále snižuje indukci nasycení a zvyšuje koercitivitu. To je jeden z důvodů, proč se wolfram přidává do určitých nástrojových a rychlořezných-ocí, kde tvrdost za tepla záleží mnohem více než magnetická měkkost.
Praktické důsledky pro manipulaci, třídění a skladování
Magnetická separace není spolehlivý způsob, jak identifikovat nebo získat zpět ferowolfram. Materiál, který silně reaguje na magnet, je obvykle-bohatý na železo než na vysoce-kvalitní ferrowolfram.
Při třídění šrotu a slitin lze hustý, -magnetický úlomek zaměnit za nerezovou ocel nebo za šrot wolframových-ložisek. Měření hustoty, chemická analýza nebo rentgenová fluorescence poskytuje spolehlivou identifikaci; magnet ne.
Magnetická zvedací zařízení jsou pro přemisťování ferrowolframu nevhodná. Namísto toho by se měly používat mechanické drapáky, lopaty nebo drapáky, zejména u velkých ingotů.
Kontrola dávek se normálně provádí spíše podle hmotnosti než podle počtu nebo objemu, protože materiál je dodáván v kusech různé velikosti a jeho hustota je vysoká.
Skladování v suchém, krytém prostoru omezuje korozi jakékoli fáze bohaté na železo-. Lehká povrchová oxidace ovlivňuje vzhled, ale ne obsah wolframu uváděný pro šarži.
Jak potvrdit magnetickou odezvu
Rychlá kontrola pomocí silného permanentního magnetu poskytuje užitečnou první informaci: vysoce{0}}ferowolfram nevykazuje žádnou nebo jen malou přitažlivost, zatímco materiál, který je silně přitahován, by měl být považován za podezřelý. Pro kvantifikovanou odpověď lze změřit magnetickou permeabilitu nebo saturační magnetizaci na malém vzorku a porovnat ji s obsahem wolframu získaným chemickou analýzou.
Pro vstupní kontrolu je nejlepší použít magnetický výsledek pouze jako screeningový test. Složení je potvrzeno analýzou wolframu a zbytkových prvků a třídění velikosti je potvrzeno sítovou analýzou, protože to jsou parametry, které ve skutečnosti řídí výkonnost výroby oceli.
Často kladené otázky
Otázka: Je ferrowolfram magnetický?
Ve standardních komerčních jakostech, jako jsou FeW75 a FeW80, je při pokojové teplotě v podstatě ne-magnetický. Permanentní magnet vytváří malou nebo žádnou přitažlivost a materiál nevykazuje žádný permanentní magnetismus.
Otázka: Proč se magnet někdy lehce přilepí na ferrowolfram?
Malý tah obvykle pochází ze zbytkových fází bohatých na železo-, čerstvě rozbitých povrchů nebo jemného{1}}železného prachu na povrchu, nikoli ze slitiny jako celku.
Otázka: Je čistý wolfram magnetický?
Ne. Wolfram je při pokojové teplotě pouze slabě paramagnetický a nevykazuje žádný feromagnetický řád, takže není přitahován magnetem jako železo.
Otázka: Lze magnetickou separaci použít k identifikaci ferrowolframu?
Ne. Protože slitina je v podstatě nemagnetická, magnetická separace ji nemůže identifikovat. Místo toho by se mělo použít měření hustoty, chemická analýza nebo rentgenová fluorescence.
Otázka: Dělá přídavek wolframu ocel ne-magnetickou?
Ne. Oceli obsahující několik procent wolframu zůstávají feromagnetické, protože stále dominuje železná matrice. Wolfram snižuje saturační magnetizaci a zvyšuje koercitivitu, ale neodstraňuje magnetický řád při pokojové teplotě.
Otázka: Které vlastnosti ferrowolframu jsou při výrobě oceli nejdůležitější?
Obsah wolframu a úroveň škodlivých zbytků jsou spolu s velikostí kusů nejdůležitější, protože určují výtěžnost v tavenině a konečné složení oceli.
