فولاذ التنجستن: بطل الوزن الثقيل للمعادن الذي لا يتراجع أبدًا

هل تساءلت يومًا ما الذي يحافظ على دوران لقم الثقب في الصخور الصلبة أو يسمح لماكينات المصانع بإنتاج الأجزاء دون أن تتحرك؟ الجواب هو فولاذ التنجستن، وهو عبارة عن سبيكة قوية حقيقية تحافظ على تماسك الأشياء بهدوء في الأعمال الشاقة لأكثر من قرن من الزمان. إنه في الأساس فولاذ يومي معزز بالتنغستن - هذا المعدن الكثيف النادر للغاية الذي يضحك في مواجهة الحرارة الشديدة. أتذكر أنني قرأت عنه منذ سنوات مضت وفكرت أن هذا المعدن يشبه سوبرمان المواد. فهي لا تنجو فحسب، بل تزدهر حيث يفشل الآخرون. لذا، دعونا نفكك ما الذي يجعل فولاذ التنجستن فولاذًا مميزًا ولماذا لا يزال مهمًا حتى اليوم.

أولاً، يتم تصنيفه على أنه فولاذ عالي السرعة، أو HSS، حيث يشكل التنجستن ما بين 10 إلى 20 بالمائة من المزيج. أضف إليه بعض الكروم لمقاومة التآكل، والفاناديوم لمزيد من الصلابة، والكربون لزيادة الصلابة، وستحصل على وصفة للمتانة. والميزة الحقيقية هي درجة انصهار التنجستن الجنونية - أكثر من 3400 درجة مئوية، أي أعلى بكثير من أي شيء آخر. عندما يرتبط مع الفولاذ، فإنه يخلق هذه الكربيدات الصلبة الصلبة التي تحافظ على حدة الحافة حتى مع ارتفاع درجات الحرارة إلى ما بعد 600 درجة. لقد شاهدت مقاطع فيديو لتشغيل المعادن حيث تتوهج الأدوات بالحرارة الحمراء ولكنها تستمر في القطع وكأن الأمر ليس بالشيء الكبير. وبدون ذلك، ستضطر إلى تبديل القطع كل بضع دقائق، مما يقتل الإنتاجية.

الكثافة هي مكسب آخر هنا. يزن فولاذ التنجستن طنًا - أكثر كثافة من الرصاص - لذا فهو يقاوم البلى والتلف مثل الأبطال. من ناحية الصلابة، فهو يسجل درجات في نطاق 65-70 على مقياس روكويل، تاركًا الفولاذ العادي في الغبار. ولكن مهلاً، لا يوجد شيء مثالي؛ حيث يمكن أن يصبح هشاً عندما يبرد، لذلك غالباً ما يضيف المهندسون الكوبالت أو الموليبدينوم لجعله أكثر تسامحاً. عملية التصنيع مكثفة: إذ يتم صهره كله في فرن القوس الكهربائي، وتشكيله في شكله، ومعالجته بالحرارة للحصول على البنية البلورية المثالية. هذه العملية لا تتم في الفناء الخلفي، ولكن النتيجة النهائية تعني أدوات تدوم لفترة أطول، مما يوفر أموالاً طائلة عند الاستبدال.

ابحث في الخلفية التاريخية، وستجد بعض الدراما. في أوائل القرن العشرين، ابتكر المخترعان فريدريك تايلور وماونسل وايت نسخة مبكرة تسمى فولاذ تايلور وايت، والتي ضاعفت سرعة التصنيع ثلاث مرات خلال الحرب العالمية الأولى. ثم اندلعت الحرب العالمية الثانية، ونضبت إمدادات التنجستن - ويرجع ذلك في الغالب إلى أن الصين تسيطر على ما يقرب من 80% من الإنتاج العالمي حتى الآن. أجبر ذلك بعض المقايضات المبتكرة، لكن فولاذ التنجستن عاد ليحتل الصدارة مرة أخرى.

في عالمنا اليوم، تجده في كل مكان تبحث فيه عن الأعمال الشاقة. يستخدمه صانعو السيارات لقطع المحرك التي تتحمل الكثير من الجهد. وفي مجال التعدين، تقضم رؤوس الحفر هذه الجرانيت دون أن تتوانى عن قضم الجرانيت. ويُقسم الجراحون على استخدامه في صناعة المشارط التي تظل حادة للغاية ومعقمة. وفي الطائرات، تتحمل شفرات التوربينات المصنوعة من هذه المادة سرعات وحرارة شديدة قد تذيب معادن أقل حدة. ونعم، يستخدمها الجيش في الطلقات الخارقة للدروع بسبب وزنها وقوة اختراقها.

والجزء الرائع هو أنه لا يزال يتطور. فالطرق الجديدة مثل تعدين المسحوق تتيح لنا طحنه بشكل أدق للحصول على أداء أفضل، كما أن إعادة التدوير آخذة في الازدياد لتخفيف العبء البيئي للتعدين. إن استخراج التنجستن ليس جميلاً على البيئة، لذا فهذه خطوة ذكية. وإجمالاً، في حياتنا السريعة والمتطلبة، يعتبر فولاذ التنجستن صديقاً يمكن الاعتماد عليه. إنه ليس براقاً، ولكن بدونه سيتوقف الكثير مما نعتبره أمراً مفروغاً منه. في المرة القادمة التي تستخدم فيها أداة كهربائية أو تصعد على متن طائرة، أحيي هذه السبيكة القوية - فهي تستحق ذلك.