Caractéristiques

Le tungstène est un élément chimique du sixième groupe du tableau périodique et a un poids atomique de 183,84. C'est l'un des métaux les plus lourds. Il est obtenu à partir de l'anhydride de tungstène en le réduisant avec du carbone. Il a une couleur gris clair et un éclat métallique. Dans la nature, il se présente exclusivement sous forme de mélanges avec plusieurs isotopes stables, dont les numéros de masse varient entre 180 et 186.

Histoire

Dès le 17e siècle, les Européens connaissaient la wolframite et la scheelite, les minéraux de tungstène les plus courants. Le tungstène pur n'a été isolé qu'à la fin du XVIIIe siècle, mais il est resté une rareté en laboratoire pendant longtemps avant qu'Oxland ne brevette la production d'acide tungstique, de tungstate de sodium et de tungstène à partir de la cassitérite en 1847. Dix ans plus tard, Oxland a breveté la production d'alliages fer-tungstène qui constituent la base des aciers rapides actuels. Toutefois, ces développements n'ont pas pu être mis en production pendant près d'un demi-siècle en raison de leur coût élevé. L'acier au tungstène a été fondu pour la première fois en 1865 dans l'Oural. Le grand besoin d'aciers alliés et d'aciers à outils a conduit au lancement de la production d'acier rapide à Bethlehem Steel à la fin du 19e siècle. En 1900, des échantillons de ces alliages ont été présentés à l'exposition universelle de Paris, suscitant l'étonnement des métallurgistes de tous les pays développés. Au début du 20e siècle, Edison a imaginé d'utiliser un filament de tungstène dans les lampes à incandescence. Ce fut le début de l'utilisation du tungstène dans l'ingénierie électrique. Aujourd'hui, le tungstène n'est plus une denrée rare et a pris une place importante dans la vie quotidienne. Il peut être acheté à des prix très raisonnables.

Propriétés physiques

Le tungstène appartient au groupe des métaux réfractaires. Tous les éléments de ce groupe se caractérisent par un point de fusion élevé (plus de 2500°K) et une densité élevée (plus de 8 ^g/m3). En outre, le tungstène a un indice de dureté élevé de 3430 MPa et possède le point d'ébullition le plus élevé de 5828°K (5555°C) par rapport aux autres éléments réfractaires de ce groupe du tableau périodique. Parmi les métaux de ce groupe, le tungstène est l'un des plus chers.

Variétés

Le tungstène est généralement utilisé sous deux formes. La première est un métal poreux imprégné de cuivre ou d'argent. L'imprégnation rend le métal plus apte à couper à des vitesses pouvant atteindre 600 m/min. Le second type de tungstène, malléable et non allié, a une vitesse de coupe maximale de 90 m/min.

Les alliages de tungstène peuvent également être divisés en deux catégories : monophase et hétérophase. Les alliages monophasés sont généralement considérés comme des alliages alliés à certains éléments chimiques (molybdène, chrome, rhénium, etc.). L'alliage le plus dur est un alliage contenant 15 % de molybdène. L'alliage le plus ductile est obtenu par alliage avec du rhénium, dont le pourcentage dans l'alliage est d'environ 26 %. Quant au prix de ce type de tungstène, il est légèrement inférieur à celui des métaux poreux.

Les alliages hétérophasés sont ceux qui contiennent du carbone et du zirconium (niobium) dans des pourcentages respectifs de 0,20 à 0,60 et de 0,2 à 0,6. Les particules de carbure fortement dispersées donnent lieu à une résistance à haute température à des températures inférieures à 2300 °C et sont appelées durcissement par précipitation.

Carbure de tungstène

Le groupe le plus courant d'alliages contenant du carbure de tungstène est le groupe B. Il existe différentes nuances (WC6, WC8, WC6M, WC8M). Dans ce cas, B représente le carbure de tungstène et K le cobalt. La lettre M figure dans certains marquages : il s'agit d'un alliage à grain fin qui présente une résistance accrue à l'usure, mais qui, en raison de sa nature à grain fin, présente une résistance moindre aux chocs. Les alliages de carbure de tungstène sont utilisés pour l'usinage des matériaux non métalliques, des métaux non ferreux et de leurs alliages, ainsi que de la fonte. Les alliages de tungstène sont disponibles dans tous les magasins spécialisés.

A côté de ceux-ci, il existe plusieurs autres groupes tels que : TTK et TK. TTK - Cet alliage contient des carbures de titane et de tantale. Ils sont utilisés dans les aciers résistants à la chaleur et les alliages de titane.

Les alliages du groupe TK se distinguent du TTK par le fait qu'ils ne contiennent que du carbure de titane. Ces alliages sont utilisés pour le tournage et le fraisage des aciers au carbone.

En raison du coût élevé du tungstène, on utilise souvent des alliages sans tungstène contenant des carbures de titane et d'autres métaux réfractaires (nickel, molybdène, etc.).

Applications

Plus de 60 % du tungstène extrait est utilisé pour la production d'acier inoxydable et d'aciers à outils spéciaux. Les déchets de tungstène sont souvent utilisés à ces fins. Les électrodes sans tungstène sont utilisées pour le soudage en courant alternatif et continu de tous les types d'acier. Grâce à la coloration spéciale des électrodes (or, rouge, bleu, gris , etc.), il est possible de distinguer le type d'alliage pour lequel elles sont conçues et le type de courant qui peut être utilisé.

Depuis de nombreuses années, les alliages de tungstène résistants à la chaleur sont utilisés pour le revêtement résistant à la chaleur de pièces techniques. La réfractarité exceptionnelle et l'évaporation superficielle minimale permettent d'utiliser ce métal pour les filaments des lampes électriques. Certaines entreprises chimiques l'utilisent comme catalyseur dans la synthèse organique. En outre, les composés de tungstène sont utilisés comme lubrifiants résistants à la chaleur, comme colorants pour les tissus qui améliorent la résistance à l'eau et l'ignifugation.

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