WC-Co梯度結(jié)構(gòu)硬質(zhì)合金的制備及力學(xué)性能研究.pdf

1、表層貧鈷、中間層富鈷、心部具有平衡含量鈷的梯度結(jié)構(gòu)WC-Co硬質(zhì)合金同時(shí)具有高的強(qiáng)度及韌塑性，在礦用工具方向具有重要應(yīng)用。
　　 本文通過(guò)物相分析、顯微組織圖像分析、熱力學(xué)分析、力學(xué)性能測(cè)試等手段研究了梯度結(jié)構(gòu)硬質(zhì)合金Co相梯度形成機(jī)制、滲碳過(guò)程中顯微組織的演化以及對(duì)力學(xué)性能的影響。獲得以下主要結(jié)論:
　　 (1)貧碳硬質(zhì)合金可以通過(guò)滲碳制備鈷相呈梯度分布的硬質(zhì)合金，其液相鈷遷移驅(qū)動(dòng)力歸因于液相體積不均導(dǎo)致的液相遷移壓力

2、(liquid migration pressure，LMP)和液相中溶質(zhì)濃度梯度導(dǎo)致的滲透壓;滲碳導(dǎo)致的溶質(zhì)原子濃度梯度及其溶解析出長(zhǎng)大機(jī)制使梯度結(jié)構(gòu)硬質(zhì)合金WC平均晶粒尺寸沿梯度方向逐漸減少。
　　 (2)采用快速冷卻能在一定的程度上抑制WC晶粒的溶解析出長(zhǎng)大，保持WC晶粒高溫形貌，緩解應(yīng)力集中，并且提高Co相中固溶元素的含量;Co相呈梯度分布而產(chǎn)生的宏觀殘余應(yīng)力以及逐漸增強(qiáng)的韌性能有效地抵抗裂紋的擴(kuò)展，提高材料的抗彎強(qiáng)度。

3、
　　 (3)硬質(zhì)合金疲勞裂紋在亞表面萌生，應(yīng)力集中效應(yīng)、相變效應(yīng)作用明顯，梯度結(jié)構(gòu)硬質(zhì)合金的疲勞極限比均質(zhì)硬質(zhì)合金高;在循環(huán)應(yīng)力的作用下馬氏體相變使Co相發(fā)生而變脆，成為裂紋擴(kuò)展的快速通道，疲勞裂紋沿平行于Co相梯度方向擴(kuò)展。
　　 (4) Al2O3填料中加入Mg(OH)2能有效改善氫氣燒結(jié)時(shí)的脫碳?xì)夥?，形成僅表層均勻脫碳的顯微組織;預(yù)燒坯通過(guò)滲入合適濃度的偏鎢酸銨溶液，能夠制取脫碳厚度可控，且脫碳程度由表及里梯度分