激光重熔对电冶钢结硬质合金DGJW40组织影响的研究

用5.0kW横流CO2激光器对电冶钢结硬质合金DGJW40表面进行重熔处理,对重熔区显微组织结构进行了研究.结果表明:激光重熔区分为熔凝区、过渡区及热影响区,熔凝区组织细小且致密,由钢基体相和碳化物构成;大颗粒WC部分溶解、被碎化,小颗粒碳化物完全溶解;相比于钢基体,过渡区碳化物数量增多,该区的厚度与激光扫描速度成相反的变化;热影响区为相变硬化区,小颗粒碳化物也有所增多.经过激光重熔处理的DGJW40合金表层由WC、Fe3C、Cr7C3、Fe2W2C、Fe3W3C、α-Fe、γ-Fe等组成.     

电冶熔铸WC/钢复合材料组织及碳化物演变的研究

采用电冶熔铸法制备了以GCr15轴承钢为基体,WC颗粒为硬质相的WC/钢基复合材料。借助金相分析、扫描电镜、X射线衍射、透射电镜及能谱分析等方法研究了该材料熔铸态显微组织结构及其演变过程。结果表明：随着加入WC含量和颗粒尺寸的不同,其凝固后组织结构不同。当加入10%WC时,WC颗粒大多溶解于钢液中,冷却后沿晶界析出断续网状复式碳化物,同时基体中析出细小的Cr7C3、β-WC1-x、Fe3W3C颗粒;当加入20%WC时,大颗粒WC外围部分溶解形成Fe3W3C反应层,钢基体中析出共晶碳化物;当加入35%WC时,显微组织主要是以γ-Fe＋WC、γ-Fe＋Fe3W3C共晶组织为主,多数呈树枝状和锚状,少数为不规则块状;当加入40%或50%WC时,WC颗粒基本保留原始形状且稳定不易溶解,多数呈三角状、矩形,均匀分布。     

硬质合金与钢电子束焊接接头组织及性能

通过预置镍基金属填充层进行了硬质合金与钢的偏钢侧电子束焊接,获得了无裂纹缺陷的焊接接头.焊接接头为“半钉形”熔-钎焊接头,硬质合金/焊缝界面及钢/焊缝界面均形成了较好的冶金结合,且硬质合金母材发生微熔,部分WC颗粒进入焊缝中.结果表明,硬质合金侧界面处获得了y(Fe,Ni)固溶体组织和以W2C及Fe3W3C为主的“鱼骨状”碳化物组织,钢侧热影响区为典型的马氏体组织.焊缝中含有较多的Fe,Ni元素,且Ni元素向硬质合金侧界面处发生了扩散；接头最高抗拉强度可达560 MPa,最高抗剪强度达到460 MPa,断口为明显的准解理断口.     

电冶熔铸WC/钢复合材料的显微缺陷

采用电冶熔铸工艺将废弃的WC钢结硬质合金制备成WC/钢复合材料, 研究了复合材料中显微缺陷的形貌及形成机理.结果表明: 电冶熔铸WC/钢复合材料的气孔及夹杂含量少, 可有效解决WC颗粒的偏析.X射线衍射、扫描电镜和透射电镜分析显示, WC颗粒和钢基体界面上发生了界面反应, 生成了高稳定性的Fe3W3C界面层.     

一种新型钢结硬质合金初探

研究了采用一种新工艺制成的WC钢结硬质合金（配料成份：40％WC、0．60％C、0．80％Cr、1．70％Mo、Fe其余）的原始态宏观组织及微观组织特征。结果表明：该合金中宏观缺陷少，致密度高；WC颗粒较圆整且呈均匀状态分布；未发现有碳化物桥接现象；基体中虽有鱼骨状碳化物，但较细小，应可通过适当手段加以改善。总之，该合金具有优良潜质，值得深入研究。     

微波烧结制备WC钢结硬质合金

采用微波烧结技术制备WC系钢结硬质合金,用金相显微镜观察试样组织,X射线衍射仪测试试样结构,显微硬度计测量试样的硬度,阿基米德法测定试样的密度。结果表明:所制备的试样组织由Fe、Fe2W2C组成;随烧结温度的升高,试样的相对密度明显增大;但1320℃时出现局部熔融现象,随保温时间的延长,试样相对密度增大,但保温15 min后趋于稳定;加入稀土可明显细化晶粒,使硬质合金硬度提高。     

WC-20%(Fe/Co/Ni)硬质合金的表面改性处理

WC- 2 0 % (Fe/ Co/ Ni)钢结硬质合金表面分别经 Ar- H2 等离子体刻蚀脱碳、Ar- H2 - CH4等离子体渗碳处理后 ,表面的 WC颗粒先在原位脱碳为细小的纯 W,渗碳后生成更细小的 WC晶粒。由于表面的酸蚀层较深 ,脱碳和渗碳后次表层中存在明显的残留疏松层。经酸蚀后的钢结硬质合金脱碳、渗碳后横截面组织一般呈分层结构     

激光重熔对电冶钢结硬质合金表面显微组织的影响

采用5.0kW横流CO2激光器对电冶钢结硬质合金DJW40表面进行重熔处理。对重熔区显微组织进行了研究,研究表明:激光重熔区分为熔凝区、过渡区及热影响区;熔凝区组织细小且致密,由粘结相和碳化物构成;大颗粒碳化钨部分溶解,小颗粒碳化物完全溶解;相比于基体,过渡区碳化物数量增多,过渡区的厚度与激光扫描速度成相反的变化;热影响区为相变硬化区,小颗粒碳化物有所增多。激光重熔可以大大改善电冶钢结硬质合金表面的组织结构。     

纳米级碳化钨粉末的直接碳化制备

从WO3到WC的直接碳化反应一般遵从WO3→WO272→WO2→W→W2C→WC的顺序。细小的颗粒一般在直接碳化反应WO272→WO2的阶段产生，通过严格控制这个反应步骤可成功制得纳米WC粉末。大量的研究已证明，烧结碳化物的性能如硬度、强度主要受WC粉末粒子尺寸、Co含量及碳含量的影响。最细的工业级碳化物一般加入VC．Cr3C2，TaC来抑制晶粒的长大，烧结后可以获得晶粒约0．5μm的WC硬质合金。为了制备超硬的烧结碳化物，有必要开发纳米级WC粉末粒子及发展纳米WC粉末均匀分布的加工技术，     

WC/W_2C_P在NiCrBSi合金中的分解机理及其表面渗碳改性

为了抑制铸造碳化钨颗粒(WC/W2C P)在复合材料制备过程中的过度分解,利用SEM、EDS和XRD等测试手段对WC/W2C P在Ni Cr BSi合金中的分解机理及其表面改性渗碳处理进行了研究。结果表明,铸造碳化钨由WC和W2C两相组成,在Ni Cr BSi合金中WC相比W2C相具有更好的化学稳定性。在熔烧法制备WC/W2C P增强Ni Cr BSi基复合材料涂层的过程中,基体熔液和WC/W2C P发生元素互扩散;WC/W2C P中的化学稳定性差的W2C相与从基体熔液中扩散过来的Ni、Cr等元素反应生成了富W、Ni的碳化物,而化学稳定性好的WC相几乎完整的保留下来;基体中的Ni、Cr元素与从WC/W2C P中扩散过来的W、C元素形成了富W、Ni、Cr的碳化物在凝固过程中析出。经渗碳表面改性后,WC/W2C P表面形成了化学稳定性好的WC壳层,该壳层能有效抑制WC/W2C P在基体中的扩散分解,减少基体中碳化物的析出。     

离心铸造WC/钢复合材料显微组织

采用离心铸造工艺制备了以废弃的轴承钢GCr15为基体,WC颗粒为硬质相的WC/钢复合材料.用金相观察和X射线衍射等分析方法,对该材料的显微组织进行了研究.结果表明:离心铸造WC/钢复合材料的显微组织是由莱氏体(P+Fe_3C_Ⅱ(共晶))、一次渗碳体(Fe_3C_Ⅰ)、二次渗碳体(Fe_3C_Ⅱ)、合金渗碳体((Fe,M)_3C)等碳化物及粒状珠光体组成,且其中有大量细小的WC、W_2C、再结晶W-Fe-C颗粒以及M_6C、M_7C_3、M_(23)C_6等碳化物颗粒析出;碳化物的形态较多,主要有网状、鱼骨状、树枝状和条块状.     

细WC配比对非均匀YG20C合金性能的影响

研究了碳化钨粗颗细粒搭配对YG20C合金的力学性能与组织结构的影响,即在WC颗粒平均粒径为25μm的合金中,加入不同比例的平均粒径为2.0μm的WC颗粒,构成非均匀晶粒硬质合金。结果表明,非均匀YG20C合金的硬度和抗弯强度随着细晶粒碳化钨含量的增加都是先升高再降低。当细颗粒碳化钨比例为20%(文中含量均为质量分数)时,YG20C合金的综合力学性能最好,硬度和抗弯强度都达到"双高",其值分别为HRA83.5和2 800 MPa,比均匀YG20C合金的硬度和抗弯强度分别提高HRA1.2和400 MPa。并且非均匀YG20C合金的冲压使用效果最佳。     

Consolidation and properties of ultrafine binderless cemented carbide by spark plasma sintering

Owing to the absence of metal binder, binderless cemented carbides have higher wear, corrosion, and oxidation resistance. WC-0.3VC-0.5Cr3C2 powders with an average particle size of 200nm and a little amount of active element were consolidated by spark plasma sintering. The sintered microstructure revealed that the average WC grain size was 0.24μm, which was almost consistent with the initial fine powder. The results of XRD showed that W2C phase was formed. Nearly complete densification of ultrafine binderless cemented carbide was achieved by sintering at 1400℃ for 120s under 50MPa. The resulting hardness and the fracture toughness were 28.18 GPa and 6.05MPa·m1/2, respectively.     

纳米硬质合金制备技术的研究

研究了 WC-Co纳米硬质合金的制备技术。采用强化球磨、添加晶粒长大抑制剂和低温加压烧结工艺 ,获得了 WC晶粒度接近 2 0 0 nm的硬质合金。研究了 VC和Cr3 C2 两种抑制剂加入量对合金组织、WC晶粒度和性能的影响以及抑制晶粒长大的机理。研究结果表明 ,添加 VC和 Cr3 C2 晶粒长大抑制剂十分有效的抑制了晶粒的长大 ,合金中的 WC晶粒度随抑制剂加入量的增加而细化。但过多的抑制剂不仅会导致碳化物在 WC/Co晶界上大量析出 ,而且也会增加孔隙度 ,结果增加了合金脆性 ,降低了合金的强度 ,其有害影响 VC比 Cr3 C2 更大。采用加压烧结可消除合金中的孔隙提高合金的强度。     

Microstructure of reactive synthesis TiC/Cr18Ni8 stainless steel bonded carbides

TiC/Cr18Ni8 steel bonded carbides were synthesized by vacuum sintering with mixed powders of iron, ferrotitanium, ferrochromium, colloidal graphite and nickel as raw materials. The microstructure and microhardness of the steel bonded carbides were analyzed by scanning electron microscope (SEM),X-ray diffraction (XRD) and Rockwell hardometer. Results show that the phases of steel bonded carbides mainly consist of TiC and Fe-Cr-Ni solid solution. The synthesized TiC particles are fine. Most of them are not more than 1 μm With the increase of sintering temperature, the porosity of TiC/Cr18Ni8 steel bonded carbides decreases and the density and hardness increase, but the size of TiC panicles slightly increases. Under the same sintering conditions, the density and hardness of steel bonded carbides with C/Ti atomic ratio 0.9 are higher than those with C/Ti atomic ratio 1.0.The TiC particles with C/Ti atomic ratio 0.9 are much finer and more homogeneous.     

超细硬质合金中晶粒非均匀长大机理

采用市售的粒度为0.8μm的WC粉末和粒度为1.6μm的Co粉制备了WC-10%Co超细硬质合金,通过金相显微镜﹑扫描电子显微镜观察了不同烧结温度下制备的试样WC晶粒形貌,对超细晶粒硬质合金非均匀长大现象及机理进行了研究。结果表明:粉末湿磨后的粗大颗粒在烧结过程中起晶核作用,是引起晶粒非均匀长大的关键因素。固相烧结时,烧结体中细小颗粒受到张力的作用发生旋转,当其取向与邻近的大颗粒取向一致时,形成共格界面,以粗大晶粒为核心以并合的方式非均匀长大;液相烧结时,细小晶粒溶解并优先地在大晶粒的某些低能量晶面如(0001)和(1010)面析出,引起晶粒异常长大。本研究中,当烧结温度达到1 410℃时,WC晶粒可异常长大为接近20μm的粗大晶粒。     

电冶钢结硬质合金的渗硼研究

采用粉末渗硼法对两种WC含量的电渣熔铸钢结硬质合金进行渗硼处理，并和粉冶钢结硬质合金渗硼进行了比较。利用光学显微镜对渗硼层的组织结构进行观察，用显微硬度计对渗硼层硬度分布及渗硼层厚度进行了测量。结果表明，电冶钢结硬质合金具有良好的渗硼性能，渗硼后，合金表面可获得高硬度的含有FeB＋Fe2B的渗硼层。渗硼过程中，材料中的硬质相WC的含量和分布状况对硼化物的生长影响显著。WC颗粒对硼化物的生长起阻碍作用，并且含量愈多，阻碍作用愈明显，所获得的渗硼层愈浅、愈疏松。     

热应力作用下碳化钨基钢结硬质合金梯形裂纹的形成机理

在自约束型热疲劳试验机上对碳化钨含量不同的钢结硬质合金进行了热疲劳试验，用金相显微镜和扫描电镜对热疲劳裂纹扩展行为进行了研究。结果表明：在热应力作用下，不仅在合金的表面，在合金的内部都形成了“梯形”裂纹。这种形态的裂纹是由试样缺口处的热疲劳裂纹扩展而引起的，合金中的钢基体相阻碍裂纹扩展，而WC硬质相诱导裂纹扩展，这两种因素的综合作用促使热疲劳裂纹成“梯形”扩展。分析认为：使WC粒子在钢基体中均匀分布，提高钢基体的热疲劳抗力，从而来阻止梯形裂纹的形成，是提高碳化钨钢锆硬质合金抗热疲劳性能的有效途径。     

热挤压钢球模选材与复合强化处理研究

讨论了熔炼钢制钢球模失效原因,选用DT钢结硬质合金并经锻造与复合强化处理,有效消除了早中期失效现象。     

The influence of welding condition on the microstructure of WC hardfacing coating on carbon steel substrate

Tungsten carbide (WC) hardfacing coating technique is widely used to improve the performance of carbon steel blade exposed to acidic and abrasive conditions during production. This paper deals with the influence of welding parameters on the microstructure and carbide distribution of WC. WC hardfacing was deposited onto carbon steel by shielded metal arc welding (SMAW). Welding parameters such as welding current, number of weld layers, electrode drying and base material preheat were the focus of this work. Coating hardness, microstructure and elemental composition were analysed in detail. The effects of the welding parameters on WC hardfacing coating microstructure and hardness value were characterized by scanning electron microscope (SEM) and micro-Vickers hardness tester respectively. The larger carbide growth in overall coating region is mainly dictated by high current (200 A), increased number of weld layers (3 layers) and presence of base material preheat due to sufficient heat energy initiating carbide growth. The investigation also revealed that high current affected the growth of smaller carbide particles in matrix region significantly. Meanwhile, number of weld layers and base material preheat influences were seen during hardfacing with lower welding current. The absence of electrode drying led to uniform smaller carbide distribution in matrix region. It was found that increased number of large carbides and uniformly distributed smaller carbides in WC hardfacing deposit increased the hardness value of the coating.