האם טונגסטן קרביד חזק יותר מטונגסטן?

כן, טונגסטן קרביד בדרך כלל חזק יותר מאשר טונגסטן טהור. טונגסטן קרביד הוא תרכובת המיוצרת על ידי שילוב טונגסטן עם פחמן ליצירת חומר קשה מאוד ועמיד. תרכובת זו מציגה קשיות יוצאת דופן, עמידות בלאי וכוח, מה שהופך אותו למתאים ליישומים תעשייתיים שונים, כולל כלי חיתוך, שוחקים ותכשיטים.

לטונגסטן כבר יש מודולוס אלסטי גדול, אחד גדול יותר מרוב הפלדות; לטונגסטן קרביד מודולוס אלסטי גדול עוד יותר, המציג את קשיחותו המרשימה. באופן כללי, קשיחות חומרים מתאימה למודולוס אלסטי גדול, והערכים המוצגים בטבלה 1 מוכיחים מדוע טונגסטן קרביד הוא שני רק ליהלום בחוסן אלסטי. המודולוס האלסטי שלה הוא כמעט 700 GPA, שנמצא על עקבי היהלום (מודולוס אלסטי של 1000 GPA), המראה הן את התנגדותו לעיוות כמו גם את נטייתו להתנפץ בעת עבודתו.

מודול הגזירה הוא היחס בין לחץ הגזירה למתח הגזירה בתוך דגימת מבחן ולעתים קרובות מכונה מודולוס של קשיחות. זה קשור באופן בלתי נסבל למודולוס אלסטי, מכיוון שהם נגזרים מאותן משוואות ושניהם מדדים של קשיחות (האחד הוא בתגובה למתח אלסטי, או לינארי, לעומת גזירה או לחץ חתך). הערכים בטבלה 1 הם עוד עדות כדי להראות את ההתנגדות המרשימה ש- Tungsten מספק. לעיון, לרוב הפלדות מודולוס גזירה סביב 80 GPA, שהוא רק מחצית מזה של טונגסטן ושליש מזה של מודול הגזירה של טונגסטן קרביד.

מרבית המעצבים בוחרים חומרים המבוססים על כוחם, באופן טבעי. ידוע כי גם טונגסטן וגם טונגסטן קרביד הם מחוספסים, מתכות קשות במיוחד - אז מדוע חוזקות המתיחה שלהן כל כך נמוכות? התשובה נובעת מכך שהחומרים הללו היו שבירים מטבעם ומציגה תופעה מדעית חומרית מעניינת. בגלל הנוקשות המולקולרית שלהם, חומרים שבירים הרבה יותר חזקים בדחיסה ממה שהם במתח (חשבו קירות לבנים: הם יכולים לשאת אלפי קילוגרמים בדחיסה, אך האם ראיתם אי פעם מסבך לבנים?). עיקרון זה מתברר כאשר בוחנים את חוזק הדחיסה של חומרים אלה, במיוחד טונגסטן קרביד הפחות מתכתי: יש לו חוזק דחיסה של 2683 מגפ"ס בטמפרטורת החדר ושומר על כוחו באמצעות שינויי טמפרטורה קיצוניים. לא ניתן לומר את אותו מאפיין עבור פלדה, שם חוזק הדחיסה שלו הוא קודם כל נמוך יותר ושני, משתנים על בסיס טמפרטורה. בידיעת עובדה זו, ברור למדי כי אסור להשתמש בטונגסטן ביישומי מתיחה אלא הוא מתמודד עליון ביישומים דחוסים.