淬火回火热处理对WC-25%Co硬质合金组织与性能的影响

本文选用钴含量25%的WC-Co硬质合金,在1 250℃,真空条件下,对合金进行淬火,并于500℃回火,研究了淬火回火热处理对WC-25%Co硬质合金组织与性能的影响。研究结果表明,经1 250℃真空淬火并于500℃回火后,合金粘结相Co中面心立方结构α-Co的含量趋近于100%,WC平均晶粒尺寸保持不变,而WC晶粒邻接度明显减小,粘结相Co中固溶的W原子数量显著提高,裂纹的萌生和扩展受到抑制,合金的韧性获得改善。热处理后合金的矫顽磁力值和钴磁降低,合金中出现了明显的细小孔洞,其密度和硬度略微降低,但是合金抗弯强度由3 300 MPa提高至3 500 MPa。     

粘结相相变机制的研究

为了进一步了解粘结相在硬质合金中松弛应力、协调两相应变状态的作用,本文用透射电镜对Co基合金在不同状态下的微观结构进行了观察研究。结果表明:⒈Co相中常见的结构缺陷主要是层错和孪晶。烧结态下以层错为主,淬火态及回火态则两者并存,且孪晶数量大大增加。⒉冷却时粘结相中发生的马氏体型相变是通过层错形核机制由面心立方α-Co逐渐转变成密排六方ε-Co的,两者的取向关系是:(111)α-Co//(0001)ε-Co,[110]α-Co//[2110]ε-Co。⒊孪晶界阻碍了层错的扩展,不利于马氏体相变的进行,增加了α-Co的稳定性。⒋粗略推断,导致ε-Co开始生成的临界层错密度约为每隔75层原子面插入一层层错面,临界层错间距约为15纳米。     

深冷处理对不同碳含量WC-11Co硬质合金显微组织及性能的影响（英文）

研究深冷处理对不同碳含量WC-11Co硬质合金显微组织和性能的影响。结果表明:经深冷处理后WC晶粒的形状通过球化方式变成具有圆滑过度角的三角菱柱状,但其尺寸无明显变化。在经深冷处理后的合金中,W在Co中的固溶度减小,且Co相发生了从面心立方α-Co到密排六方ε-Co的转变。此外,深冷处理提高了合金的硬度与抗弯强度,但是对于合金的密度与钴磁性能影响不大。     

淬火与深冷处理对YG6硬质合金微观结构与性能的影响

本文以压制烧结合成的YG6硬质合金为研究对象,采用扫描电镜(SEM)、电子探针(EMPA)及X射线衍射(XRD)检测方法研究了淬火及深冷处理对YG6硬质合金微观结构的影响,并且测量了合金的相关性能,如硬度、抗弯强度及表面残余应力等。结果表明:淬火处理合金中的面心立方α-Co含量提高,W在Co相中的固溶度增加。深冷过程中由于发生Co相马氏体相变使密排六方ε-Co的含量提高,W在Co相中的固溶度降低。YG6硬质合金的硬度、钴磁等性能受到了影响,合金的抗弯强度以及表面宏观残余应力都呈增加趋势。     

Ni含量对粗晶WC-Co-Ni硬质合金组织和性能的影响

以WC-10%(Co+Ni)硬质合金为研究对象,在相同含量的Co+Ni粘结相中采用不同的钴镍比来研究Ni含量对WC-Co-Ni硬质合金组织和性能的影响。结果表明随Co+Ni粘结相中的镍含量的增加,合金中显微组织结构中的粘结相的分布均匀性变差;WC晶粒的尺寸和圆度增大。合金的强度性能结果表明WC-(Co+Ni)硬质合金在粘结相质量分数为60%Co-40%Ni时抗弯强度出现最大值;随Ni含量的增加,WC-(Co+Ni)硬质合金的硬度值相差不大,但呈下降趋势;合金的密度几乎没有变化;合金的钴磁降低,磁力呈现先增后降。     

热处理对超细晶WC-15Co-0.2VC-0.4Cr_3C_2组织和性能的影响

分析了淬火和回火对WC-15Co-0.2VC-0.4Cr3C2超细晶硬质合金力学性能、微观组织及相结构的影响。研究发现,1 050℃淬火后横向断裂强度(TRS)由烧结态的4 020 MPa提高到4 590 MPa。TEM观察发现WC晶变得圆整,XRD分析显示高温淬火后的试样中塑性粘接相α-Co的含量明显高于烧结态,这使得合金的横向断裂强度显著提高。淬火后低温回火时消除淬火残余应力,TRS进一步提高,但回火温度高于300℃后TRS值下降,原因是高温回火时塑性粘结相α-Co转变成为ε-Co。     

WC-Co硬质合金的微观结构与形变过程的电子衍衬研究

用透射电子显微术(包括弱束技术)对WC-12%Co硬质合金的形变和裂纹扩展过程及粘结相的相变机制进行了电子衍衬研究。研究指出:合金的形变行为取决于粘结相Co的协调应变的能力,裂纹扩展的特征形貌和WC及Co相的滑移结构及界面的性质有直接关系。裂纹在WC中、在WC/WC以及WC/Co界面呈直线传播,而在粘结相中则表现为“Z”字形特征。β-Co(fcc结构)在室温下不稳定,在不大的相变驱动力(例如,合金承受形变)作用下,很容易向hcp结构的ε-Co转变。这种转变的过程是:经由β-Co中的层错片加厚和长大,最终形成稳定的hcp结构ε-Co。     

DIFFRACTION CONTRAST STUDY ON MICROSTRUCTURE AND DEFORMATION PROCESS OF WC-Co CEMENTED CARBIDE

用透射电子显微术(包括弱束技术)对WC-12％Co硬质合金的形变和裂纹扩展过程及粘结相的相变机制进行了电子衍衬研究。研究指出:合金的形变行为取决于粘结相Co的协调应变的能力,裂纹扩展的特征形貌和WC及Co相的滑移结构及界面的性质有直接关系。裂纹在WC中、在WC/WC以及WC/Co界面呈直线传播,而在粘结相中则表现为“Z”字形特征。β-Co(fcc结构)在室温下不稳定,在不大的相变驱动力(例如,合金承受形变)作用下,很容易向hcp结构的ε-Co转变。这种转变的过程是:经由β-Co中的层错片加厚和长大,最终形成稳定的hcp结构ε-Co。     

淬火处理对硬质合金性能的影响

硬质合金往往不能同时兼备高的硬度和高的韧性,而淬火处理可以在不降低硬度的同时提高硬质合金的韧性。通过X射线分析研究了淬火处理以后C0相的变化规律及合金表层应力的变化情况。采用电解脱溶的方法分析了淬火处理以后Co相中α-Co的含量,通过TEM分析,观察了WC棱角的情况和Co相的微观结构,分析发现,经淬火后,WC棱角普遍变为圆滑状,Co相层错密度减小,从而,有效的抑制了α-Co向ε-Co的转变,提高了硬质合金的强度和韧性。     

WC—Co硬质合金中钴相的磁性研究

在测定了室温下相应于六方型α-Co 和立方型β-Co 的比饱和磁化强度(4πσ)的基础上,探讨了钨和碳的固溶对钴的4πσ的影响规律;按照 WC-Co 硬质合金中粘结相成分制备了 Co-W-C 固溶体模拟合金,并讨论了成分和结构对其4πσ的影响。指出在测定 WC-Co 硬质合金的4πσ时必须考虑钴相的结构因素。     

Ni3Al添加量对WC-Co硬质合金中WC晶粒形状的影响

采用粉末冶金制备技术,以粗WC粉末、Co粉和WC＋Ni3Al预合金粉末为原料制备出WC-40vol％（Co—Ni,Al）硬质合金。利用扫描电镜和透射电镜研究了不同NbAl含量对WC-40vol％（Co—Ni3Al）硬质合金中WC晶粒形状的影响规律。结果表明：W在Co粘结相中的固溶度接近25．4wt％,而W在Ni,Al粘结相中的固溶度接近9．5wt％,随着NbAl含量的增加,粘结相对W的固溶度减小,合金中的WC晶粒圆钝和细小;WC晶粒表面上出现明显的台阶。相应的,延长烧结时间,WC—Co—Ni3Al硬质合金具有与WC—Co硬质合金相同的WC生长行为,WC-40vol％（Co—Ni3Al）硬质合金中的WC晶粒表面上的台阶处出现明显的刻面。     

测定硬质合金中钴相相组成的X射线衍射法

采用 X射线衍射理论推导出简易计算公式 ,可以快速准确便利地测定硬质合金中钴粘结相的相组成 ,即测量钴相中的两种同素异构体α- Co(fcc)和ε- Co(hcp)的相对含量。以 YG15硬质合金为例 ,测量经 12 0 0℃油淬热处理前后的钴相的相组成 ,发现几乎全部由α- Co组成 (占体积的 96 .3% )     

钴粉粒度对超细硬质合金性能的影响

目前在硬质合金领域,钴粉是硬质合金最佳的粘结剂,钴粉性能对合金性能有一定的影响,但研究钴粉性能对硬质合金性能及结构影响的论文较少。实验选取了从0.78～4.61μm不同粒度级别的钴粉,按YF06合金牌号配料,从压坯压力、压坯中钴粉分布以及合金的物理性能和金相组织结构等方面探讨了钴粉粒度对超细硬质合金性能及结构的影响。结果表明:随着钴粉粒度增粗,压坯的压制压力增大,但钴粉粒度对超细混合料压坯中的整体钴分布影响不明显;粒度1.0～1.5μm钴粉比其他粒度级别的钴粉制备的超细硬质合金的整体物理性能更佳;钴粉粒度对超细硬质合金的组织结构也有一定的影响,大于3μm的粗钴粉容易造成超细合金中出现钴池,钴粉太细有则可能造成钴相分布不均。     

稀土元素对硬质合金钴粘结相影响的研究

利用配备能谱仪（EDS）的透射电镜（TEM）、扫描电镜（SEM）和X射线衍射仪（XRD）对添加稀土元素前后的YT14硬质合金的钴粘结相进行了研究．结果表明，微量稀土元素加入后，钴粘结相中W、Ti元素的固溶量提高；钴粘结相中f．c．c－Co相的点阵常数和所占的体积分数均较未加稀土的合金增大了．根据实验结果对稀土元素强化硬质合金的机理进行了探讨．     

时效对Fe320／0．5％Cu合金堆焊层组织与性能的影响

采用等离子堆焊在Q235钢试样表面制备了含有0．5％Cu的铁基合金（Fe320）层。研究了500℃时效35h处理对等离子堆焊的含0．5％Cu的铁基合金层组织结构及性能的影响。结果表明,未经时效处理的堆焊层是由α-Fe、M7C3和M23C6等物相构成,具有亚共晶组织特征,低碳板条马氏体存在于堆焊层中。经500℃时效35h以后,ε-Cu相从基体马氏体中析出,并且富铬化合物的相对含量有所增加。时效导致的富铬化合物相的增加和ε-Cu相的析出是堆焊层耐磨性提高的原因。     

WC-Co-(Ni)-(Cr)硬质合金在中性溶液中的腐蚀行为

以WC粉、Co粉、Ni粉及Cr3C2粉为原料,采用粉末冶金方法制备了3组不同粘结相成分的WC-Co-(Ni)-(Cr)硬质合金,通过极化曲线测试和浸泡实验研究了3组合金在中性溶液中的腐蚀行为,并采用扫描电镜、能谱分析、X射线光电子能谱(XPS)和EBSD等手段对其腐蚀机理进行了探讨。结果表明,WC-Co和WC-Co-Cr硬质合金在中性溶液中主要发生粘结相Co的腐蚀,浸泡产生的腐蚀产物主要是Co(OH)2;添加Cr将提高WC-Co硬质合金在中性溶液中的耐腐蚀性能,这可能与Cr的添加明显降低了粘结相中密排六方Co的含量有关;同时添加Ni和Cr可进一步提高WC-Co合金在中性溶液中的耐腐蚀性能,在pH=7的Na2SO4溶液中浸泡480 h后,WC-Co-Ni-Cr合金发生很少量的腐蚀。