Lo svantaggio principale dell'uso del tungsteno è la sua scarsa duttilità e fragilità a basse temperature, che lo rende difficile da lavorare e fabbricare. Questo problema è particolarmente accentuato perché la temperatura di transizione duttile-fragile del tungsteno è solitamente superiore alla temperatura ambiente.
Spiegazione:
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Difficoltà di lavorazione: Il tungsteno puro è notoriamente difficile da lavorare a causa della sua estrema durezza e dell'elevato punto di fusione. Gli utensili diamantati tradizionali utilizzati per la lavorazione di altri materiali duri come il carburo di tungsteno sono inefficaci con il tungsteno puro perché il materiale può compattarsi negli spazi tra i diamanti, una condizione nota come "caricamento". Ciò rende l'utensile da taglio incapace di tagliare efficacemente. Inoltre, il tungsteno puro non può essere trafilato su un mandrino o estruso in un tubo, complicando ulteriormente i processi di fabbricazione.
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Fragilità a basse temperature: Il tungsteno presenta una scarsa duttilità e diventa molto fragile a temperature inferiori alla sua temperatura di transizione duttile-fragile. Questa caratteristica lo rende difficile da lavorare nei tipici ambienti industriali dove le temperature non sono significativamente elevate. La fragilità può portare alla rottura del materiale durante i processi di formatura o di lavorazione, rendendo necessario un attento controllo della temperatura e delle tecniche di fabbricazione.
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Sensibilità alle impurità: Il tungsteno può diventare fragile e difficile da lavorare anche quando è impuro o contaminato da altri materiali. Questa sensibilità alle impurità richiede un'attenta manipolazione e lavorazione per mantenere la sua integrità strutturale. Inoltre, il tungsteno si ossida in aria a temperature elevate, il che richiede un'atmosfera di gas protettivo o di riduzione durante la saldatura per evitare la degradazione del materiale.
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Processi di fabbricazione complessi: La produzione di prodotti di tungsteno, in particolare di fili sottili e barre di grandi dimensioni, comporta un processo complesso e a più fasi, che comprende la pressatura, la sinterizzazione, la curvatura e le ripetute operazioni di trafilatura e ricottura. Questi processi non solo richiedono tempo, ma anche un controllo preciso della temperatura e della pressione, aumentando il costo complessivo e la complessità della produzione di componenti in tungsteno.
In sintesi, mentre il tungsteno possiede molte proprietà desiderabili, come l'elevato punto di fusione, la resistenza all'ossidazione e l'estrema durezza, la sua scarsa duttilità e fragilità alle basse temperature, insieme alla complessità dei suoi processi di fabbricazione, rappresentano sfide significative per il suo utilizzo e la sua applicazione. Questi fattori devono essere gestiti con attenzione per sfruttare efficacemente i vantaggi del tungsteno.
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