1.钨是最硬的金属。钨铁合金能做龙泉宝剑吗?

2.年钨供需形势分析

钨是最硬的金属。钨铁合金能做龙泉宝剑吗?

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问题挺有趣,龙泉宝剑寒光逼人、杨志卖刀吹发即断......

这个小问题中有着大科学,需要先补充点材料学的知识。

我们所说的金属或者金属特性的物质主要是指:纯金属、合金和金属间化合物。纯金属无论是硬度还是强度都不够,所以对硬度、强度有较高要求的场合使用的不会是纯金属而是合金。

什么是合金?合金是指由两种及以上的金属及非金属元素(至少包括一种金属元素)组成的具有金属性质的物质。合金一般是加热熔化、冷却凝固而得到的较为均匀的固溶体。根据组元不同,有二元合金、三元合金。比如我们常见的钢和铸铁就是铁碳二元合金。我们所说的铁合金、铝合金、钛合金、镁合金等则是依据溶剂原子的不同得到的不同称谓。

金属间化合物(又叫中间相)是由两种或两种以上或金属与类金属组成的具有整数化学计量比的化合物,由于其晶体的有序结构以及金属键与共价键共存,因而具有一系列独特的优异性能,如密度低、比刚度高;熔点高、高温强度好以及抗氧化性能优良等。如TiAl、Fe3C等。

常温下,钨不是最硬的金属,纯的铬和锇都比钨硬很多,报道显示铬的莫尔硬度可达9,是已知最硬的金属。钨主要是红硬性(高温下的硬度)比较好。

此外如果仅仅考虑硬度,合金、金属间化合物以及人工合成物都可以远高于纯金属。如人造金刚石、立方氮化硼(CBN)等。

值得指出的是目前报道已知最硬的物质是硫化碳炔,硬度可达金刚石的40倍左右,强度是优质碳钢的200倍左右!

另外,需要指出的是钨铁合金其实只是一种炼钢的添加剂,本身无任何实际工程使用价值,更加不可能锻剑。

楼主想用于铸剑的估计是钨钢。钨钢其实并不是钢,是一种用于粉末冶金的硬质合金。碳化钨,碳化钴,碳化铌、碳化钛,碳化钽是钨钢的常见组份。主要用于制作刀具、弹片等,如铣刀、车刀、镗刀......钨钢不能铸造、更不能锻造宝剑。脆性大、韧性差是个很大的问题,如果用钨钢做宝剑,一旦有稍大一点的冲击必定会蹦刃甚至断成几截。

要锻造一把绝世好剑,材料很重要。总的来说,剑的基体要有足够的韧性,剑锋要有足够的硬度!即一般所说的表硬里韧。单种材料做出来的效果都不好,所以好的宝剑一定是多种材料、多种工艺做出来的。表面增加硬度的方法很多,渗碳、渗氮、表面淬火等均可。淬火虽然是门古老技艺,但依然有很大的学问要挖掘。**、小说中所说锻造绝世好剑需要祭剑。有玄幻、迷信色彩在里面,但不同地域、不同年龄以及不同单体的人的血液浓度不同、成分差异直接导致了淬火过程中钢的冷却速度不同,造成钢中马氏体、贝氏体等组织的量及残余应力的大小和分布不同,最终导致宝剑性能的不同。由此,恰巧被山中术士正好试出最合适的淬火冷却介质,造出绝世好剑也为未可知,正如当年炼丹士造出火药一样。

所以,楼主的问题答案是否定的。

首先说说“钨铁合金”,含钨的合金可分为两大类,一种是碳化钨加上粘结金属,用粉末治金方法制成的”硬质合金“,粘结金属一般是钴,也有用铁的,但很少;一种是在钢材中加入钨,钢材的硬度和耐热性能会大大提高,但韧性急剧下降。不论前者还是后者,一般用来做穿甲弹或机床刀具,我想题主所说的”钨铁合金“应该指后者。

龙泉剑,古称龙渊,为春秋时期欧治子所铸,现在的龙泉宝剑已成为宝剑的泛指。

那么含钨的钢材(简称钨钢)能否做宝剑呢?对于一把宝剑来说,一是要锋利,二是要有韧性,不然在战斗中非常容易折断或损坏。用钨钢做剑的话,锋利和硬度是没什么问题了,韧性会相当差,折断的可能性极高,是不太适合的。不过如果非要做一把用来炫富或做装饰品,那谁也管不了。

可以做刀具,但是只能做一大坨,厚厚的角度大大的刀具,这是属于做成龙泉宝剑掉地摔成三截的材料

宝剑用材,弹簧钢65Mn之类的就可以了。如果要宝剑对宝剑对削,刃口的硬度和韧性是关键,,,材料硬度和韧性是对矛盾,越硬越脆,通常作为刀剑刃口,硬度HRC58-60最合适,但这只限于刃口表面。刃口内部没这么硬,从HRC60逐步递减到35,这样的宝剑才能刃口锋利,又不崩刃。

钨棒有货币作用,没有人用钱去砍人的。

乌合金,做低碳钢的金属切削刀具还行,其它工业用途有一些,做砍刀不合适,太脆了。

钨是可以做刀具的,多用在机加工行业,比方说钨钴合金,钨钴钛合金,它们硬度很高,可以高速切削,缺点是太脆易磞。再就是W18cr4v和w9cr4v2,它们是做钻头绞刀铣刀车刀及一切白钢刀的材料,硬度次之,也有较高硬度,大约为HRc~66度。没谁用它们做刀剑和菜刀,它们韧性太差还不方便刃磨。

做刀剑45#钢,40cr,65Mn就行了,淬火35~40度左右就够用了。不要被小说谜惑,那叫来源于生活,而高于生活。无益。

通常来讲,钨钢主要是用来做铣刀和钻头的

为什么用在这里,主要还是“钨铁”合金的特性造成的——硬度高,耐磨。

但是这个东西要做龙泉宝剑的话似乎还差了那么一点点——钨钢有些脆,很容易在冲击下碎裂。

同时,钨钢并不好加工。

龙泉宝剑的工艺是叠打工艺,将钢条反复加热叠打成型。

在这个过程中,钢会变得更加致密,并且能够分出相当的层次以提高最后剑锋的锋利度。

因此我们也能在一把上好的打制宝剑上看到行云流水一般的花纹

这就是反复叠打的痕迹。

而用钨钢则很难做到这一点,主要是因其为钨钢有些太脆了。

那么钨钢的钻头、铣刀、轴承就不是千锤百炼弄出来的吗?

其实还真不是,是压出来的。

没有加工过的钨钢是粉末状态的

这个东西和面粉的状态差不多,将粉末放入模具中施压,这时粉末就会结合在一起。结合在一起的粉末就形成了一个初部的形状。

将这些初部成型的半成品再经过烧结等工艺就可以做成坚固的成品了。

根本就不会出现捶打的过程。当然了,很多的小型刀具也是用粉末钢加工工艺制作的。但是过大的宝剑,则很难用这样的方式成型。

所以答案是,钨钢不能做龙泉宝剑。而且即便做好了砍两下也会断掉。

另外再多说一嘴,再有的答主提到了硫化碳炔是最硬的物质。但这个东西依旧做不了刀,本身硫化碳炔并不稳定,目前只合成了44个原子长度的硫化碳炔线。而且两条硫化碳炔线接触的时候会引发爆炸。所以目前还没有真正以硫化碳炔为主要材料的制品。做宝剑就更别想了。

据我所知钨是最难熔的金属,铬才是最硬的金属。硬就容易脆,做宝剑的金属要考虑硬度、韧性、抗腐蚀和重量之间的平衡性,因此这种合金必须有最佳的成分配比。至于这种合金里是否含有钨,估计人家有秘方不会轻易公开!你可自己研究下。

作为知名的传统艺术品,龙泉宝剑不能靠产量追求经济效益。相反,一定要高品质,卖出高价格,一年做一两个精品,才有收藏价值,毕竟物以稀为贵。量多了,变成地摊货,谁还收藏?!

刀剑要不能太硬,太硬的话容易崩断!要有刚有柔才是好刀剑!

钨钢适合做比较短的小直,并且开厚刃,耐磨性较强,做长了太脆。一块w18车刀从二楼扔下来可能摔碎。

年钨供需形势分析

一、国内外资源状况

(一)世界钨资源状况

根据美国Mineral Commodity Summaries(2010)统计,2009年,世界钨储量约281万吨,与2009年比,储量减少,这主要是加拿大和葡萄牙两国的储量变化导致的(表1)。

表1 2009年世界主要国家或地区钨矿资源储量分布单位:万吨(金属量)

资料来源:Mineral Commodity Summaries,2010

世界钨资源在地理上广泛分布,主要集中在中国、俄罗斯、加拿大和美国。这四个国家的钨储量占世界钨总储量的82%(图1)。根据目前的地质工作情况,中国钨矿储量和资源量居世界首位,并且有世界上最大的矿床。

据估计,世界钨资源约有40%分布在中国,15%在加拿大,10%在美国。除这三个国家外,具有巨大资源潜力的国家有澳大利亚、奥地利、玻利维亚、巴西、哈萨克斯坦、乌兹别克斯坦、朝鲜、韩国、葡萄牙、缅甸和泰国等。

图1 世界钨储量分布

图2 我国钨储量分布

(二)我国钨资源状况

我国是世界钨资源最丰富的国家,截至2009年底,我国有钨矿区396个,钨查明资源储量(WO3)571万吨(基础储量228.7万吨,储量94.9万吨),比2008年净增9.8万吨,增长1.7%,其中勘查新增23.8万吨。我国钨资源分布于21个省(区、市),储量分布高度集中,主要集中于湖南、江西、河南、广西、广东和福建6省(区)(表2;图2),其查明资源储量合计占我国的75.9%。

表2 2009年我国钨矿资源储量分布单位:万吨(WO3)

我国钨矿储量中富矿少、贫矿多、品位低。钨品位(WO3)大于0.5%的仅占20%(主要是石英脉型黑钨矿);而在钨矿的可采储量中,品位大于0.5%的仅占2%左右,绝大部分是贫矿。在钨矿查明资源储量中,黑钨矿约占20.9%,白钨矿约占68.7%,混合钨矿约占10.4%。

我国钨资源储量消耗较大。从2001年至今,钨储量减少了40.51万吨,减少30%;基础储量减少174.84万吨,减少43.3%。按照我国2009年钨矿生产能力计算,目前钨基础储量的开采保证年限为23.10年。

二、国内外生产状况

(一)世界钨生产状况

世界金属统计局统计,2009年世界钨精矿产量约为76898吨(含钨量),比2008年增加17.7%,这主要来自中国产量的增长。世界钨矿主要生产国包括中国、俄罗斯、加拿大、奥地利、玻利维亚、葡萄牙等国。这5年中,中国的产量占世界总产量的比重都在80%以上;其中2005年,中国钨矿产量占世界比重更达到89%,2009年这一比重有所下降,但也在84.5%(表3)。

表3 2004~2009年世界钨矿山产量单位:吨(金属量)

资料来源:World Metal Statistics Yearbook,2010

(二)我国钨生产状况

2009年,国家在行业政策和行业监管上继续加大对钨实施有计划的保护性开采,制定和实施钨行业监管和开采总量控制的配套措施,严格控制钨矿开采总量;随着钨矿资源整合,伴生钨、低品位钨的综合回收产量增长,全国钨精矿产量有所增加;一些主产钨矿区由于往深部下延,品位下降或资源趋于枯竭,钨精矿产量有所下降,有些已出现明显下降;钨行业投资有所降温,一定程度上减缓了钨开采总量的进一步扩大,减缓了钨市场供应量的增长。

钨矿采选能力有所增长,钨冶炼加工能力保持稳定。据不完全统计,全国55家钨冶炼企业的仲钨酸铵(APT)生产能力为18万吨。70家钨粉生产企业的钨粉生产能力为6.16万吨;199家硬质合金生产企业的生产能力为3.49万吨,是2000年的3.88倍;34家钨丝生产企业产能为400亿米,是2000年的4倍,均与2008年基本持平。8家钨铁生产企业的产能为3.4万吨。

据中国有色金属工业协会统计,2009年国内钨精矿产量为9.91万吨,同比增长17.35%。随着需求恢复,11~12月产量增长较快。其中湖南生产钨精矿2.33万吨,同比下降16.25%;江西生产钨精矿4.72万吨,同比增长18.68%。2009年江西钨精矿产量占全国总产量的47.6%,湖南占23.5%,两省合计占全国钨精矿产量的71.1%,这一比例在2000年为80%。内蒙古、云南、广西、河南和福建的产量增加较快(表4)。

表4 2004~2009年全国钨精矿产量(折合量,WO365%)

资料来源:有色金属工业统计资料汇编,2005~2008;有色金属工业协会,有色金属统计,2010.1

2009年我国钨冶炼产能已经过剩,但企业为了经济效益,仍然在扩大产能。全国钨产品生产能力闲置分别为仲钨酸铵47%、钨粉61.1%、硬质合金52.9%、钨铁.5%、钨丝43%。

2009年,我国APT、氧化钨、钨粉产量同比分别增长6.05%、3.53%和12.03%;钨铁产量同比下降43.%;钨条杆和细钨丝产量同比分别下降8.82%和3.51%;硬质合金产量同比下降4.24%。

从20世纪90年代至今,我国对钨资源及产业持续关注,制定了一系列关于钨矿资源开发利用、进出口贸易及相关产业政策。早在1991年,国务院就将钨列为实行保护性开采的特定矿种。从开采、选冶、加工到市场销售、出口等各个环节,实行有计划的统一管理,并从2002年起对钨精矿实行开采总量控制。然而这些政策措施并未完全落实到位,开采指标不能完全贯彻执行。突出表现为钨精矿产量年年超过国家下达的开采总量控制指标,平均超过47%;2004年钨精矿产量更超过总量控制指标的123.7%,同期我国钨精矿产量占世界总产量的比重为83%~90%。2009年,实际产量超过开采控制指标的44.6%。

图3 1990~2009年我国钨精矿产量

三、国内外消费状况

钨具有熔点高、硬度大、超耐热性、卓越的高温机械性能,在所有金属中具有最低的膨胀系数、良好的导电性和导热性、散热系数低等特点,广泛用于电力、电子、石油化工、军事工业、金属和木材加工、建筑、采矿、抗磨损等领域。常用于切削工具、高速工具钢、灯丝、电极、触点材料、磁控管、碳化钨、催化剂等产品。

(一)世界钨消费状况

世界主要的钨消费地为欧洲和美国、日本、中国,其他重要钨消费国家和地区还有俄罗斯、韩国、南非、印度、巴西、以色列、巴基斯坦以及中国台湾地区等。第21届国际钨工业协会年会资料显示,2008年世界钨的消费量在87500吨左右,较2007年增长5.4%。估计2009年的钨消费量为92000吨。但是由于全球经济危机的影响,欧洲和美国出现债务危机,实际的消费量可能低于此数字。

中国钨消费逐年增长,2009年占全球的比例为29.3%。世界钨的终端消费结构见表5。

表5 世界钨资源终端消费结构单位:%

资料来源:国际钨工业协会第20届、第21届年会市场报告;USGS,2010中国国际钨钼钒发展高层论坛论文集,2010

(二)我国钨消费状况

2009年我国钨实际消费量减少4.55%,为2.18万吨。其中,硬质合金消耗钨1.09万吨,同比下降10%;钨特钢消耗钨5791吨,同比增长1%;钨材消耗钨4114吨,同比增长2%;钨化工消耗钨1051吨,同比增长3%。

我国硬质合金是钨消耗最大的领域,2010年第一季度国内硬质合金产量比去年同期增长50%,恢复到2008年的水平。在此带动下,国内其他领域的钨消费都呈现恢复性增长。

我国钨的消费领域与发达国家相比有不同,表现在硬质合金领域的钨消费比例低于美国、欧洲、独联体和日本等发达国家和地区,而用于钢材和特种合金等的钨消费比例远高于上述地区。

四、国内外贸易状况

(一)国际钨贸易状况

美国、日本、西欧是世界主要的钨消费国家和地区,合计占世界总消费量的60%~65%,但这些国家钨精矿产量只能满足需求量的12%~15%,大多靠进口满足需要,因而也是最重要的钨进口国。

中国是世界最大的钨供应国,供应了国际市场钨产品需求的约80%,其次是俄罗斯、加拿大、奥地利、玻利维亚等国家。因此,在中短期内,国际市场钨产品的供应形势取决于我国政府对钨业的宏观调控政策。

(二)国内钨进出口贸易状况

2009年,我国钨产品出口在关税和配额的双重调控下,又遇全球金融危机,国际钨市场需求减弱,钨产品进出口量值双双下降。钨企业,尤其是钨产品出口贸易企业经受了严峻的考验和挑战。

近年来,国家不断加强对钨产品出口的宏观调控,密集出台钨产品出口关税调控政策。从出口退税、降低退税、取消退税到目前征收和调高出口暂定关税,钨产品出口关税政策发生了重大转变。2009年钨产品出口配额1.46万吨(折合金属量),比上年下降2.0%。

根据我国海关数据统计,2009年,我国出口钨产品15994.3吨(实物量,下同),比2008年的30110.2吨下降46.9%;出口额3.56亿美元,比2008年的8.27亿美元下降57.0%。进口钨产品9810.6吨,比2008年的11470.5吨下降14.5%,其中进口钨精矿9124吨,比2008年的10132吨减少9.9%;进口额1.09亿美元,比2008年减少31.3%,参见表6、图4、图5。

我国钨产品出口受出口暂定关税以及国外需求减弱的双重影响,主要钨产品出口价格持续在低位震荡运行。2009年钨产品出口综合平均价格为26032.美元/吨,同比下跌24.07%,接近2005年价位。除个别钨产品外,绝大多数钨产品年累计平均出口价格均有较大幅度下降。2009年出口钨产品的平均价格比2008年降低8120.1美元,下降了23.8%,是2006年以后的最低价格。

2009年进口钨条价格108887.2美元/吨,比2008年下降12.27%,是出口价格的4.2倍;进口钨丝价格211990.6美元/吨,比2008年上涨22.72%,是出口价格的3.0倍。

表6 2006~2009年我国钨产品进出口情况

资料来源:有色金属工业协会,有色金属统计,2007~2010

注:①为钨酸钠、钨酸钙、偏钨酸铵和其他钨酸盐的合计数;②为锻轧钨条、杆型材、异型材、板片带箔和未锻轧钨(包括简单烧结成的条、杆)、钨废碎料、钨丝和钨制品的合计数。

图4 1999~2009年我国仲钨酸铵出口量值

图5 1999~2009年我国钨矿砂及精矿出口量值

五、钨价格走势

从2002年末开始,国内外钨价走出低谷。钨的最高价格出现在2005年,当时欧洲市场APT价格曾达到285美元/(吨·度)左右。自2007年以来,国际市场钨精矿价格连续下降,2009年是近5年来的最低点,为140美元/(吨·度)(图6)。2009年,欧洲仲钨酸铵报价年初连续3个月稳定在210~230美元/(吨·度)之间,4~7月份缓慢下滑至170~200美元/(吨·度),8月份后缓慢回升至185~210美元/(吨·度),9~12月连续3个月稳定在185~210美元/(吨·度)之间;年初欧洲钨铁报价25~26美元/千克,3月初上调到29.5~31美元/千克,随后缓慢下滑至5月底的24~25.1美元/千克,6月份后连续两个月停滞在25~26美元/千克之间,8、9月份后回升至28~30美元/千克,随后缓慢回落,11、12月连续两个月稳定在25.5~26.5美元/千克之间。

图6 1990~2009年欧洲市场钨精矿价格变化趋势

2009年国内钨精矿、APT和钨铁全年平均售价分别为6.24万元/吨、9.71万元/吨和11.46万元/吨,比2008年分别下降25.36%、26.05%和26.26%。2009年是危机过后全球经济修复整理的一年,对于钨产品市场来说同样是不平凡的一年,在全球金融危机影响下,国内钨行业也经历了震荡起伏。钨产品市场总体沉寂,国内钨产品价格没有大起大落,在一年当中钨精矿和APT市场价格呈上扬趋势,市场的上扬主要还是得益于国家相关政策不断出台。

2009年,国内钨精矿价格平稳。一季度,国内钨精矿价格最高只有6.4万元/吨。第二季度价格平稳,市场成交冷淡。进入第三季度,价格也一路小跑上调,钨精矿价格恢复到7.35万元/吨,但是市场坚持不了多久,在9月中旬精矿价格开始下滑。四季度,钨精矿价格总体比较平稳,从11月初直至本年底,钨矿价格探底,年底报收于5.3万元/吨(图7)。钨铁合金市场平淡,没有突出表现。

图7 2009年国内市场钨精矿价格走势

从长期趋势看,钨矿是世界稀缺资源,在一些发达国家被作为战略资源而受到严格保护。我国是钨资源大国,也一直在加强包括钨矿在内的稀缺资源的保护工作。总体上看,钨矿供应的增长是有限的,而钨由于它的特性得到越来越广泛的应用,需求量不断上升。因此,从趋势看,钨精矿价格应是呈上升趋势的。就我国目前情况看,钨冶炼能力过快扩大也是拉动需求快速增长的重要因素。估计今后采选生产能力会有比较大的提高,但冶炼加工能力过度扩大与钨矿开采能力有限会导致价格上涨。

六、结论

(一)世界钨市场供需趋势

2009年全球钨供应虽然没有明显增长,但钨需求疲软,市场供大于求的局面没有改变。2009年,全球钨消费量估计为92000吨,较2006年增长4.52%。

自2008年美国遭遇了次贷危机,导致全球金融市场动荡,并影响全球经济的发展,全球金融危机激起全球性联合救市行动。美国政府和欧洲发达国家一系列救市措施紧密出台,尽管短期内可能无法走出金融危机,但对稳定金融市场、恢复和增强市场信心、缩短金融危机的影响周期、尽快恢复经济增长产生了积极作用,这无疑是影响钨需求的一个重要因素。与此同时,因从2005年起,国际钨价格大涨,一大批原先关闭的矿山生产启动,全球钨供应增加,世界钨供需基本平衡。

从长期看,由于全球钨资源的稀缺,我国钨资源占有优势战略地位,世界经济一旦恢复增长,必将拉动钨需求的快速增长,钨市场价格逐步恢复和走高是必然的趋势,这也符合环境资源社会交换价值不断提高的总趋势。

(二)我国钨市场供需趋势

2009年全球经历了金融危机,钨行业的出口业务均大幅下滑,但是国内某些领域的消费增长却超出市场预计,如国内钨在特钢中的消费等。2010年全球经济缓慢复苏,同时我国经济将进入转型和产业结构调整阶段,国内会呈现钨金属消费稳步增长,而供应有序收紧的积极局面。

2009年,我国钨精矿产量为5.1万吨(金属量,下同),同期我国钨进口量为5033吨,出口量为1.26万吨,由此计算2009年我国钨表观消费量为4.14万吨,同比增长61.8%。

2009年中国钨实际消费量减少4.55%至2.18万吨钨。其中硬质合金消耗钨1.09万吨,同比下降10%;钨特钢消耗钨5791吨,同比增长1%;钨材消耗钨4114吨,同比增长2%;钨化工消耗钨1051吨,同比增长3%(表7)。

通过以上数据计算,2009年我国钨库存量已经超过1.96万吨。2009年钨精矿产量增长较快,净出口大幅下降,这导致了库存的增加。但由于国家和地方在去年相继收储钨产品,市场上实际库存并不大。

表7 2004~2009年中国钨供需平衡情况

数据来源:北京安泰科信息开发有限公司

钨的价格无疑由两只手控制,一是政策这只有形的手,二是市场这只无形的手。在市场经济条件下,供求关系将是决定价格的最重要因素。近几年来,钨市场基本上处于供求平衡状态。自从2008年全球金融风暴以来,钨的国际需求下降了40%以上,钨价立即从2005年的8.1万元/吨下降至2009年的6.3万元/吨,下降幅度约22%,由于国内消费下降不明显,在很大程度上支撑了钨的价格。可以说,只要全球经济尚未复苏,钨精矿价格将长期在6万~7万元/吨的水平徘徊,2010年钨精矿的平均价格估计为6.5万元/吨。

(殷俐娟)