Co、Al共渗涂层的性能研究

本文采用包埋渗方法实现了在镍基高温合金表面共渗Co、Al涂层,并研究了涂层在3.5%Na Cl溶液的耐腐蚀性能以及经过盐雾加速腐蚀(NSS)处理的涂层抗高温氧化性能。试验结果表面明,经NaCl溶液浸泡768h后,涂层仍然具有较好的耐腐蚀性能—腐蚀电流密度9.78×10~(-8)A/cm~2。经过100h和300h中性盐雾加速腐蚀的涂层试样在高温静态氧化条件下,氧化增重1g·cm~(-1),达到国际标准中的完全抗氧化级别,表明CoAl共渗涂层经过NSS后,仍然具有良好的高温抗氧化性能。     

WC-(Co-Al)硬质合金的研究

研究采用反应烧结制备以Co3 Al代Co作为粘结金属的硬质合金技术。对制得的硬质合金进行了组织结构的观察及性能测定。结果表明 ,铝的加入有助于烧结过程中WC晶粒的细化和均匀化 ,制得了WC晶粒均匀的超细硬质合金。与相同粘结剂含量的钴粘结硬质合金相比 ,在耐腐蚀和高温抗氧化性方面 ,Co Al硬质合金表现出明显的优异性能。研究发现 ,在烧结中由于发生Co Al的激烈化合反应而导致孔隙的形成。采用低压等静压烧结或烧结后进行低压等静压处理可降低孔隙度提高合金的力学性能     

添加Co,La元素对90W-Ni-Fe合金性能和组织的影响

采用扫描电镜（SEM）、X射线能谱仪（EDS）等，研究在氢气保护、真空烧结条件下添加不同含量的Co、La合金元素对90W-Ni—Fe合金显微组织及性能的影响。结果表明：加入适量的Co、La元素，可以改善粘结相与钨颗粒间的润湿性，La以固溶强化的方式强化钨颗粒及粘结相，从而提高了合金性能。当Co、La元素含量为1．1％（质量分数）时，合金中出现了La的富集与氧的偏析，导致合金性能降低；当添加0．7％的Co、La时，试样强度及伸长率出现极大值，分别为930MPa和24．0％；添加0．5％的Co、La时，试样相对密度出现99．30％的极大值。     

中国专利

耐蚀钨基烧结合金及其制备方法本发明公开一种耐蚀钨基烧结合金，由于改善了高温和高湿下的耐蚀性，它不需防护（如镀Ni）而使用。该耐蚀钨基烧结合金由80％～97％（重量）W和余量Ni、Co、Fe以及不可避免杂质组成。Ni－Co或Ni－Co－Fe粘结相的组成由Ni、Co和Fe比例为10％～98％（重量）Ni、2％～90％（重量）Co和0－70％（重量）Fe所构成。通过在还原气氛下于比粘结相熔化温度高10～80℃温度液相烧结上述组成的混合粉而制得耐蚀钨基烧结合金体。（专利申请号：94118650．4；发明人：河村利大；申请人：住友电气工业株式会社；地址：…     

Cr、V、Ta添加剂对超粗晶和特粗晶硬质合金电化学腐蚀行为的影响

以WC–8.4Co、WC–8.4Co–0.4Cr3C2、WC–8.4Co–0.4VC和WC–8.4Co–0.4TaC等4组超粗晶和特粗晶硬质合金为研究对象,采用Tafel曲线和电化学阻抗谱(EIS)研究4组合金在pH=1的H2SO4溶液、pH=7的Na2SO4溶液以及pH=13的NaOH溶液中的电化学腐蚀行为,采用扫描电镜观察合金的腐蚀表面。结果表明,与WC–8.4Co合金相比,在3种不同pH值腐蚀溶液中WC–8.4Co–0.4Cr3C2、WC–8.4Co–0.4VC和WC–8.4Co–0.4TaC合金的耐腐蚀性能均得到改善,Cr3C2改善合金耐腐蚀性能的效果最佳;4组合金在pH=13的NaOH溶液中的耐腐蚀性能均优于其在pH=1的H2SO4溶液中的耐腐蚀性能。合金腐蚀机理为:与溶液接触时,合金中Co粘结相优先腐蚀,产生活性溶解,同时WC发生局域腐蚀。     

铝对HP40合金高温抗氧化性能的影响

 采用增重法研究了w(Al)=5%~10%的HP40合金在1 200 ℃×30 h空气中的抗氧化性能。结果表明,铝可显著提高合金的高温抗氧化性能,而且合金的高温抗氧化性能随铝含量增加而提高。1 200 ℃时,合金氧化增重与氧化时间的关系呈抛物线规律,氧化速率随氧化时间延长而逐渐下降。加入铝,改变了合金氧化膜层的物相组成和致密度,含铝合金的氧化层中含有Al2O3,而且Al2O3量随铝加入量增加而增多。     

添加剂对特粗晶和超粗晶硬质合金抗高温氧化性能的影响

通过质量增加率的计算、扫描电镜观察和X射线衍射分析等,研究WC-8.4Co、WC-8.4Co-0.4Cr3C2、WC-8.4Co-0.4VC、WC-8.4Co-0.4TaC、WC-8.4Co-0.7Cr3C2、WC-8.4Co-0.7Mo2C、WC-8.4Co-0.4Cr3C2-0.05RE以及WC-8.4Co-0.4VC-0.05RE(RE为混合稀土)等8组超粗晶和特粗晶硬质合金在700℃连续氧化16 h的高温氧化行为。结果表明,VC、TaC和Mo2C的添加会降低合金的抗氧化性能;当添加量(质量分数,下同)达到0.7%时,Cr3C2才具有明显改善合金抗高温氧化性能的功能;而稀土的添加量仅为0.05%时即可明显改善合金抗高温氧化性能;添加剂可改变WC-Co合金表面CoWO4物相的生长行为,从而影响合金的抗高温氧化性能。     

Nb-Ti-Al高温铌合金氧化行为研究

研究了Nb-35Ti-6Al、Nb-15Ti—llAl以及Nb-30Ti-15Al三组合金于900℃和1000℃在空气中的氧化行为，建立了Nb-Ti—A1合金高温氧化动力学模型。研究表明，元素Ti和Al的加入能有效改善合金的抗氧化性能，合金中占相的存在降低了氧的溶解度。同时抑制氧的扩散，因而两相合金Nb-15Ti-llAl和Nb-30Ti-15Al（β＋δ相）抗氧化性能优于单相合金Nb-35Ti-6Al（β相）。     

Al_xCoCrFeNi_2Ti_y高熵合金高温氧化行为的研究

利用非自耗真空电弧熔炼技术制备AlxCoCrFeNi2Tiy(x=0、0.2,y=0、0.5、1)多主元高熵合金,研究了不同含量Al和Ti元素对合金在800、900℃空气中氧化行为的影响。结果表明,所制备合金均有较好的高温抗氧化性能,在800、900℃空气中的氧化动力学曲线均基本符合抛物线规律。随着Al含量的增加,合金的高温抗氧化性能增强;当合金中有Al存在时,其高温抗氧化性能随着Ti含量的增加而减弱,但当合金中无Al存在时,合金的高温抗氧化性能随着Ti含量的增加先增强后减弱。Al0.2CoCrFeNi2合金的高温抗氧化性能最佳,Al0.2CoCrFeNi2Ti0.5次之。     

添加Al对Al_xFeCrCoCuTi高熵合金组织与高温氧化性能的影响

高熵合金以其独特的结构和优异的性能备受国内外学者关注与研究。本文采用非自耗电弧熔炼炉熔炼制备了AlxFe Cr Co Cu Ti(x=0,0.5,1.0,1.5,2.0,2.5)6组合金,用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)、差示扫描量热法(DSC)和热重分析(TG)等技术探究了不同Al元素对合金组织结构、成相规律、硬度及高温氧化性能的影响。研究发现,6组合金都是典型的树枝晶结构,合金组织成分偏析严重,Cu元素大量聚集在晶间,并且晶间存在着大量的富Al纳米级颗粒。合金具有较强的硬度,其硬度与组织结构密切相关,Al的加入可以提高合金的硬度。TG实验表明,合金具有很强的抗高温氧化能力,加热到800℃以前质量几乎保持不变,Al元素的增加可以有效提高合金的抗高温氧化能力,它们随Al含量的增加而增强。     

粉末冶金法制备WC-Ni3Al复合材料的组织与性能

在WC粉末中直接添加Ni、Al元素粉末,通过在液相烧结过程中反应合成Ni3Al来制备WC-Ni3Al复合材料,对该材料进行组织结构观察及力学性能测定,分析铝含量对合金致密化和镍铝相形成种类的影响,并对材料的抗氧化性能进行测试。结果表明,制备的WC-Ni3Al复合材料具有圆钝的WC晶粒形貌,粘结相中除Ni3Al相外还有少量的NiAl和Ni相;铝含量对WC-Ni3Al材料致密度的影响主要与高熔点的NiAl的形成量有关。与普通WC-15Ni硬质合金的抗弯强度(1 900 MPa)和硬度(82.6 HRA)相比,WC-15Ni3Al复合材料具有低的室温抗弯强度和高的硬度,分别为1 170 MPa和86.5 HRA。随Ni3Al含量(质量分数)从15%增加到30%,WC-30Ni3Al复合材料的室温抗弯强度增加,而硬度降低,分别为1 660 MPa和81.7 HRA,其高温抗氧化性能比WC-30(Co-Ni-Cr)硬质合金提高1个数量级。     

钴铁镍复合黏结相超细硬质合金显微组织与性能

钴作为硬质合金应用最广泛的黏结剂,存在资源稀缺、成本高昂以及WC-Co硬质合金耐腐蚀性能较差等问题,综合考量生产成本与改善性能,本研究采用铁镍部分代替钴组成复合黏结剂,以其制备超细硬质合金,研究其显微组织和力学、耐蚀耐磨性能的关系。结果表明,黏结相中Fe/Ni质量分数比增加,使得合金WC晶粒细化和黏结相分布不均,合金的硬度和抗弯强度分别提高与降低。合金在中性NaCl溶液中的耐腐蚀性能评估采用极化曲线测试与浸泡实验,黏结相添加Ni能提高合金耐蚀性,归因于Ni的钝化特性与促进腐蚀产物膜的形成。硬质合金摩擦系数和磨损率与Fe/Ni质量比呈负相关,合金耐磨性的提高主要归因于黏结相的强度增强和WC晶粒细化合金硬度提高。      

TiC?NiCrCoMo钢结硬质合金的制备与高温氧化性能

以镍基合金（NiCrCoMo）为粘结相,以碳化钛（TiC）为硬质相,通过粉末冶金技术制备出抗高温氧化的TiC?NiCrCoMo钢结硬质合金。通过优化烧结工艺得到综合性能最佳的TiC?NiCrCoMo钢结硬质合金,测定了钢结硬质合金在不同温度下的氧化动力学曲线,并分析了氧化层的显微形貌。结果表明,经1280 ℃烧结的TiC?NiCrCoMo钢结硬质合金综合性能最佳,密度为6.01 g/cm3,硬度为HRC 65,抗弯强度为1100 MPa。随着氧化温度的升高,TiC?NiCrCoMo钢结硬质合金的氧化程度明显增加;通过与316L不锈钢钢结硬质合金的氧化动力学曲线对比发现,TiC?NiCrCoMo钢结硬质合金具有优异的抗高温氧化性能。     

无粘结相WC基硬质合金研究进展

无粘结相WC基硬质合金具有传统硬质合金无可比拟的优异耐磨性、抗腐蚀性,极佳的抛光性和抗氧化性,是集陶瓷的硬度和硬质合金的韧性于一身的结合体。但无粘结相WC基硬质合金对碳含量比传统的WC-Co硬质合金更为敏感,同时面临脆性及难于致密化等问题。文章对无粘结相WC基硬质合金国内外近几年取得的一些研究成果进行了综述。     

高抗腐蚀、耐磨损、镍粘结相硬质合金的研究

以镍为主粘结相,配以一定比例的微量合金元素(Co+Cr质量分数小于1.4％),通过合理调整合金成分,严格控制生产工艺,研制出一种高抗腐蚀、耐磨损的镍粘结相(6％)硬质合金.该合金与含钴6％(质量分数)的硬质合金在弱酸性试验环境下进行抗腐蚀、耐磨损性能对比试验.结果表明:镍粘结相合金的抗腐蚀耐磨损性比相同钴含量硬质合金的...     

硬质合金基体对涂层刀具高速切削镍基高温合金切削性能的影响

采用热常数仪和高温维氏硬度计对Co含量(质量分数)分别为6%和10%的硬质合金进行热学性能与高温力学性能检测,然后用以这2种硬质合金为基体的涂层刀片对镍基高温合金GH4133进行高速车削,采用扫描电镜(SEM)和能谱(EDS)对车削后刀片的磨损区域进行观察和成分分析,研究刀片基体的Co含量对刀具切削性能的影响。研究结果表明,硬质合金中的Co含量由10%降低到6%时,热导率由62.78(W.m)/K升高到84.57(W.m)/K,与此同时同一温度下的高温维氏硬度提高10%左右;YBG202刀片(基体中Co含量为10%)的切削刃与后刀面的磨损均较迅速,而YBG102(基体中的Co含量为6%)刀片后刀面的磨损相对均匀,磨损速率低;基体中的Co含量由10%降低到6%时,刀片的切削寿命提高约3倍。故高速连续切削镍基高温合金时应当尽量选用低Co硬质合金作为刀片的基体。     

Co+Ni,TiC+TaC对WC-Co基硬质合金硬度的影响

同时具有高硬度与高韧性特性的硬质合金成为近年来该领域的研究热点。对3种类型截齿制备的7个试件,采用X射线能谱仪和洛氏硬度计分别对其元素含量分布及硬度进行了检测分析。结果表明:所有的试样都是WC-Co基硬质合金;(Co+Ni)可以提高硬质合金的韧性,同时也会降低其硬度;添加剂TaC、TiC可以提高硬质合金的硬度,TaC、TiC对合金硬度的增强作用明显超过Co、Ni的削弱作用。     

超细WC-Co复合粉热压烧结制备亚微米硬质合金

以原位还原所得超细WC-6%Co复合粉为原料,研究了热压烧结制备硬质合金材料的工艺过程,并分析了材料的物理性能及力学性能。结果表明:将平均粒径约300nm的超细WC-Co复合粉在热压炉中于1 370℃烧结1.5h,可得到平均晶粒度为600nm、相对密度99%且具有良好综合力学性能的亚微米WC-Co硬质合金。     

Influence of the microstructure on corrosion induced damage of WC-Co cemented carbides

ABSTRACT

The main goal of the present work is to study the influence of the microstructure on the corrosion behavior of cemented carbides WC-Co in two corrosive media. Corrosion kinetics were determined by immersion tests while the electrochemical evolution of the Surface was analyzed using impedance testing. Damage tolerance to corrosion was evaluated by assessing fracture strength on specimens previously subjected to corrosion. Results pointed out that for both grades the corrosion rate was higher in seawater, being more significant for the grade with a medium grain size. The corrosion phenomenon that took place in both media was caused by the oxidation reaction of cobalt. In seawater, the polarization resistance decreased for both grades whereas in mine water increased, due to the formation of a layer of corrosion products, which slowed down the cobalt dissolution process in Surface. In both media, a greater strength loss of the ultrafine grades was evidenced.