硬质合金顶锤的组织缺陷和质量评估

列举了人造金刚石生产专用WC－Co硬质合金顶锤材料中的常见组织缺陷,论述了硬质合金材质的评估原理和方法。由于与合金碳含量无关的不均匀分布的组织缺陷严重危害顶锤的使用寿命,而WC－Co合金的饱和磁化强度（Ms、4πσ）与合金碳含量和钴含量间均不存在一一对应关系,因而单用饱和磁化强度测定值不仅难以准确评估顶锤的使用寿命,也难以鉴定合金的碳含量。配合模拟试样的破坏性实验和无损探伤测定不均匀分布的表层组织缺陷,用密度d和比饱和磁化强度4πσ无损测定材料的相组成和相成分、用比矫顽力HSC无损评估断裂韧性KIC则能满意地评估WC－Co硬质合金顶锤材质并预测其使用效果。     

两相WC-Ni系硬质合金成份的评估原理

探讨了两相 WC- Ni系硬质合金的成分、相含量同合金密度 d及比饱和磁化强度 4πσ的定量关系 ,并将这些关系归因于γ相 (镍基 Ni- W- C固溶体 )成分 (钨和碳在γ相中的固溶度 )的影响。得到了相应于 WC- Ni系合金材料处于 WC+γ两相区上、下限成分和消磁 (4πσ=0 )成分的密度求值公式。论述了评估两相 WC- Ni系硬质合金成分的原理。     

硬质合金的比矫顽磁力

用磁性法和 X射线衍射相分析得出了当两相 WC— Co硬质合金碳含量改变时 ,其比矫顽磁力 Hsc( A· m2 · Kg- 1)同合金碳含量 Xc、真实钴含量 XCo( wt)、WC相平均晶粒尺寸 Lwc( μm)及比饱和磁化强度 4πσ( A·m2 · kg- 1)、密度 d( Kg· m- 3)间的定量关系式Hsc+ 0 .330 4 lg L wc=7.652 - 0 .330 4 lg 1 .791 XCo1 - 1 .0 87XCo- 7.356XCo- 1 2 0 .0 Xc=0 .2 958- 0 .330 4 lg 1 .791 XCo1 - 1 .0 87XCo+ 6.488XCo- 3.2 64× 1 0 - 34 πσ=1 1 .86- 0 .330 4 lg 1 .791 XCo1 - 1 .0 87XCo+ 8.1 35XCo- 1 .0 83× 1 0 5· d- 1当合金碳含量变化时 ,溶质钨和碳在 γ相中固溶度的变化引起 γ相磁矩和 γ基体钴晶格畸变应力的改变是导致合金 Hsc值变化的主要原因。     

WC—Co硬质合金的饱和磁化强度

探讨了ＷＣ－Ｃｏ硬质合金饱和磁化强度的影响因素、磁化机制和比饱和磁化强度４πσ与抗弯强度σ（ＴＲＳ）的关系。结果表明，影响ＷＣ－Ｃｏ合金４πσ的主要因素是γ相含量和γ相成分，其次是γ相结构。其４πσ同合金标称钴含量或合金碳含量间均不存在单一性对应关系。γ相分布和热处理及添加稀土元素对合金４πσ的影响，实质上仍归结为上述基本因素的作用。ＷＣ－Ｃｏ合金的４πσ同抗弯强度间并不存在明确的对应关系，因而难以用饱和磁化强度（Ｍｓ或４πσ）取代σ（ＴＲＳ）的测定。     

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。     

含碳量对WC-13Co硬质合金组织和性能的影响

采用粉末冶金方法制备了不同碳含量的WC-13Co细晶粒硬质合金。采用X射线衍射、SEM、自动钴磁仪、矫顽磁力测量仪等分析方法,研究了含碳量对细晶粒WC-13Co硬质合金表面组织及性能的影响。结果表明,随着含碳量的增加,合金中石墨相逐渐增多,WC颗粒长大;烧结后含0.2%C的WC-13Co硬质合金只存在(WC+γ)相,抗弯强度达到最大值3 730 MPa,断口中存在很多韧窝;随着碳含量的增加,合金的硬度下降,矫顽磁力降低,而磁性钴含量不断升高,但均小于原始钴含量。     

Co-W-C系合金的磁性及其应用

研究了Co粉、Co－W－C固溶体合金及WC－Co硬质合金的饱和磁化强度和矫顽磁力，提出了比娇顽磁力（Hsc）物理量。结果表明，用比饱和磁化强度4πσ和比娇顽磁力Hsc分别取代饱和磁化强度Ms和矫顽磁力Hc表征该系合金的磁性更为合理；该系合金的磁性受多种因素制约，其磁性与合金碳含量间不存在“单一性”对应关系，Ms值与抗弯强度σbb间也无“良好的”对应关系；用Ms鉴定硬质合金的碳含量和综合评估合金材质，例如鉴定人造金刚石生产专用硬质合金顶锤的材质是有条件和有限度的。     

WC-Ni硬质合金游离碳的无损测定原理

以三相 WC+ γ+石墨合金中各相含量同合金密度 d和比饱和磁化强度 4πσ的定量关系为基础 ,论述了用 d和 4πσ无损测定 WC- Ni系高碳硬质合金的游离碳的原理。用密度测定时的精度 (相对误差 )为 4‰ ,用比饱和磁化强度测定时的精度为 1%。     

WC—Co硬质合金硬度的磁性评估原理

实验结果和理论分析表明 ,基于与合金的显微结构参数和成分的密切对应关系 ,烧结态的两相 WC- Co硬质合金的比矫顽磁力 HSC同γ相平均自由程λγ 和平均硬度 HV间存在确定的对应关系 :HSC=2 .31- 1.5 0 / (1- 192λγ ) ,HV =5 70 4 +2 397/(1- 1.2 3HSC)。根据上述关系式用 HSC测定值能够有效地无损鉴定烧结态两相 WC— Co合金的γ相平均自由程和间接评估平均硬度。导出了一定钴含量 w Co的两相 WC— Co硬质合金的最高抗弯强度σ。TRS所对应的最佳γ相平均自由程λ。γ=3.15× 10 — 7/ (0 .92 0 -w Co)和最佳比矫顽磁力 H。SC=2 .31- 1.5 0 / (1- 0 .10 8/ 0 .892 - w Co)。根据 HSC与 HV和断裂韧性 Kl C及在 λγ 低于 λ。γ 的情况下同 σTRS的定量关系 :Kl C=31.3- 2 7.1HSC,σTRS=4 .5 4× 10 3- 3.93× 10 3HSC,用 H。SC能够有效地间接评估合金的最佳综合力学性能 HV。 、K。l C和 σ。TRS。     

WC-Co硬质合金γ相的X射线结构分析

由X射线相分析基本公式导出了适宜于计算同素异构体混合物的X射线衍射方程，通过分析WC－Co硬质合金γ相（Co－W－C固溶体）模拟合金的X射线实验数据推算出六方型α-γ相和立方型β-γ相的相对Kβα值，该值与γ相成分有关，得到了一种简易、实用和精确测量WC－Co合金中γ相结构的定量分析方法。     

两相WC-Co硬质合金的成分

由理论分析和实验数据推导了两相WC-Co硬质合金γ相磁饱和与钨浓度的关系及合金成分与合金密度和磁饱和的定量关系。结果表明,兼用密度和磁饱和测量值用解析法能精确计算WC-Co合金的成分;两相区下限合金碳含量及WC+γ两相区碳含量宽度不仅和真实钴含量有关,还取决于两相区下限γ相中的钨浓度。     

WC-Co硬质合金的强度

对两相 WC- Co硬质合金的研究表明 ,并非由钴含量 XCo而是由碳含量 XC 所决定的 相成分 (钨和碳在 相中的浓度 )才是制约 WC在 相中溶解—析出过程的决定性因素 ,因而也是影响 WC- Co合金 WC平均晶粒尺寸 LWC的重要因素。求得了相应于最大抗弯强度 σTRSmax的 LWC～ XCo反比关系式和最佳 相平均自由程 λ。 的取值范围。提出了在 相质量分数 X 增大引起 λ。 增大的情况下 λ 对应的合金结构由连续的 WC骨架向连续的 相网络的过渡的概念 ,从而较合理地解释了σTRSmax～λ 双支线关系和粗、细晶合金的σTRS～ XC关系。两相 WC- Co合金的强度取决于合金的钴含量、碳含量和WC平均晶粒尺寸并归因于 相平均自由程和 相中钨和碳固溶度的影响。在σTRS～λ 左支线范围内合金的断裂韧性 KIC同σTRS呈线性关系。在求得显微结构参数、成分和强度同磁性、密度和硬度的定量关系的基础上提出了无损鉴定两相 WC- Co硬质合金的结构、成分和强度的原理。     

Fabrication of Magnetic Fe3O4 Nanotubes by Electrospinning

利用静电纺丝法制备复合纤维前躯体,将前躯体烧结、还原后成功得到了Fe3O4纳米管。研究了电纺工艺参数(PVA浓度、电压、接收距离)对复合纤维前躯体的影响。采用XRD、SEM、TEM等手段对纳米管的物相、形貌进行表征,同时通过改变烧结工艺研究了Fe3O4纳米管的形成机理,并且研究了Fe3O4纳米管的磁性能。结果表明:纳米管均匀、连续,外径和内径分别大约为100和50 nm;Fe3O4纳米管的磁饱和强度、矫顽力和剩磁强度分别为54.2 A·m2/kg,215×79.6 A/m和12.8 A·m2/kg。     

EFFECT OF MAGNETIC FIELD ON MARTENSITIC TRANSFORMATION IN Fe-21Ni-4Mn ALLOY

The pulsed magnetic field induced martensitic transformation with isothermal and athermal kinetics in Fe-2Ni-4Mn(wt-%)alloy has been studied by means of magnetization measurements,optical microscopy and thermodymical analyses.It is shown that there exits a critical magnetic intensity for induing martensitic transformation at a given temperature above Ms.The critical magnetic field increases linearly with increasing ΔT= T-M_S.The magnetic field strongly promotes the athermal martensitic transforamtion and restrains the isothermal one.The entropy change ΔS for athermal transformation at Ms is 4.13 J/mol· K.The effect of magnetic field on martensitic transformation in Fe-21Ni-4Mn alloy is main- ly due to Zeeman effect.Lath,plate and butterfly martensities were observed under magnetic field.     

两相WC-Ni硬质合金的成分和结构

探讨了两相WC-Ni硬质合金的成分与合金密度和比磁饱和间及WC晶粒邻接度与其他显微结构参数间的定量关系。结果表明,单用磁饱和测定值难以确定合金成分,用密度测定值能精确计算确定牌号的两相WC-Ni合金的成分;用WC晶粒邻接度(或γ相平均自由程)、γ相体积分数和WC相平均晶粒尺寸中任意两个参数都能精确表征两相WC-Ni合金的结构特征,由此可定量评价WC晶粒邻接度对力学性能的影响程度;合金的维氏硬度既可用关于WC相和γ相原位硬度的混合物规则也可用与WC晶粒邻接度的正向对应关系或与γ相平均自由程的反向Hall-Petch型关系式精确表征。     

Fabrication and magnetic properties of NiFe<Subscript>2</Subscript>O<Subscript>4</Subscript> nanorods

NiFe₂O₄ nanorods have been successfully synthesized via thermal treatment of the rod-like precursor fabricated by Ni-doped α-FeOOH, which was enwrapped by the complex of citric acid and Ni²⁺. The morphology evolution during the calcination of the precursor nanorods was investigated with transmission electron microscopy (TEM), and the phase and the magnetic properties of samples were analyzed through X-ray diffraction (XRD) and vibrating sample magnetometer (VSM). The results indicated that the diameter of the NiFe₂O₄ nanorods obtained ranged between 30 and 50 nm, and the length ranged between 2 and 3 μm. As the calcination temperature was up to 600°C, the coercivity, saturation magnetization, and remanent magnetization of the samples were 36.1 kA·m⁻¹, 27.2 A·m²·kg⁻¹, and 5.3 A·m²·kg⁻¹, respectively. The NiFe₂O₄ nanorods prepared have higher shape anisotropy and superior magnetic properties than those with irregular shapes.