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高溫高壓對硬質合金抗彎強度有何影響

2021-05-08

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硬質合金是一種工具材料,它由硬質的碳化物和軟質的粘結相金屬組成。碳化物為硬質合金提供承受載荷的能力和耐磨性,粘結金屬則由其室溫下的塑性變形而賦予硬質合金耐沖擊的韌性。它結合了高硬度的難熔金屬碳化物和延展性較好的粘結金屬的優點,因而具有強度和硬度高、耐磨性好、彈性模量高、熱膨脹系數小以及化學穩定性好等一系列優良性能。

硬質合金的應用廣泛,幾乎在所有工業部門和各個技術領域都有所應用,已成為現代社會和新技術領域不可缺少的工具材料和結構材料,例如在金屬切削加工 、石材切削加工、復合材料加工、高壓工具、金屬成型、石油鉆探、地質勘探、采礦與筑路、國防軍工和耐磨零件等方面都有著非常廣泛的應用。硬質合金的出現引發了一場機械加工工業革命,被譽為工業的牙齒。當前,硬質合金因其技術含量高、應用領域廣闊、高檔產品和配套工具附加值高,以及鎢量占用鎢總量的一半以上等優勢和特點,在機械工業中占據十分重要的地位。

對硬質合金在高溫高壓處理前后的相結構與硬度、強度等力學性能的關系進行研究,得出的結果表明,硬質合金的平均抗彎強度隨WC顆粒均勻性變好而升高。實驗中硬質合金在高溫高壓作用下WC顆粒發生重結晶長大現象,個別WC大顆粒尺寸比原始WC大顆粒尺寸要大一些,這改變了WC顆粒均勻性,對硬質合金的宏觀力學性能產生影響。

硬質合金的抗彎強度與WC顆粒的平均直徑成線性關系,平均晶粒度越小,其抗彎強度越大;硬質合金的抗彎強度與WC顆粒的均勻性有關,其WC顆粒越均勻,抗彎強度越大;WC顆粒平均直徑和WC顆粒分布的均勻性對WC-Co硬質合金的抗彎強度影響程度相同。因此,抗彎強度的下降可能是由于WC晶粒的聚集增長,使其平均晶粒直徑增大,導致WC顆粒分布不均勻從而使抗彎強度下降。

除了WC晶粒平均尺寸和均勻性會影響抗彎強度,鈷含量也是影響抗彎強度最主要因素之一,鈷相的減少使之前由于顆粒尺寸變化增加的抗彎強度又下降了。

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