Cr3C2含量对热压烧结WC基硬质合金材料微观组织和力学性能的影响

为了研制高强度高硬度的硬质合金刀具材料,本文采用真空热压烧结技术制备Cr₃C₂含量不同的WC基硬质合金。通过XRD、SEM、EDS等分析手段研究其物相组成及微观形貌,探究Cr₃C₂含量对WC基硬质合金力学性能和微观组织的影响规律。结果表明：在WC-Co硬质合金中添加适量Cr₃C₂可有效抑制WC晶粒异常长大,提高晶粒均匀度,减少微观组织缺陷,进而改善其综合力学性能。随Cr₃C₂含量增加,合金的硬度和抗弯强度先升高后降低,断裂韧性先降低后升高。当Cr₃C₂的质量分数为0.4%时,WC基硬质合金综合力学性能最佳,硬度(HV)达到20.97 GPa,抗弯强度为1 584 MPa,断裂韧性为10.92 MPa·m^1/2,其中硬度大幅提高对于硬质合金材料用作切削刀具具有重要意义。     

WC对金刚石钻头镍基钎料胎体性能的影响

在Ni-Cr-B-Si基钎料中添加WC,添加量(质量分数)不超过30％.对胎体材料的硬度、抗弯强度和耐磨性进行测定,用扫描电镜观察胎体的表面形貌,并对不同区域进行能谱分析.结果表明,随w(WC)增加,胎体材料的硬度和耐磨性先增大后减小,在w(WC)为20％时,硬度达到最大值(123.8HRB),耐磨性最好,磨损量为0....     

La2O3刻蚀对金刚石单晶性能的影响

以氮气为保护气氛,在820～980℃下用La₂O₃刻蚀人造金刚石单晶表面,研究稀土氧化物La₂O₃刻蚀对人造金刚石单晶性能的影响。利用扫描电子显微镜观测刻蚀后金刚石单晶不同晶面的表面形貌,通过人造金刚石单晶表面粗糙度、单颗粒抗压强度、抗冲击韧性和铜基结合剂金刚石节块抗弯强度来表征刻蚀前后金刚石单晶性能的变化。结果表明：La₂O₃对金刚石{100}面和{111}面的刻蚀是各向异性的;当刻蚀温度从820℃升高到980℃时,{100}面表面粗糙度从0.40μm增加至2.28μm,{111}面表面粗糙度从0.70μm增加到3.32μm,金刚石单颗粒的抗压强度由未刻蚀金刚石的576 N降低到最小530 N,冲击韧性由92.94%下降到89.21%。当金刚石体积分数为5%时,刻蚀后金刚石节块的抗弯强度增幅达到17.9%。     

Co和Cr3C2对硬质合金组织和性能的影响

采用粉末冶金工艺制备了三种不同Co和Cr3C2含量的硬质合金材料。在常温下分别测量了材料的晶粒度、硬度和抗弯强度,并通过SEM照片等对材料的金相显微组织、断口形貌进行分析。结果表明:硬质合金中粘结相Co含量增多,其硬度下降,抗弯强度升高;微量碳化物Cr3C2在硬质合金中起到细化晶粒的作用,在高钴硬质合金中添加微量碳化物Cr3C2,能使材料具有高硬度、高抗弯强度的良好综合性能。     

Cr3C2和VC复合抑制剂对超细WC-9%Co硬质合金制备及性能的影响

针对超细晶WC-Co硬质合金的制备,WC晶粒生长抑制剂的运用尤为重要。本研究采用粉末冶金方法制备了超细WC-9%Co硬质合金,研究了Cr₃C₂和VC复合抑制剂对超细WC-9%Co硬质合金制备、微结构及性能的影响。结果表明：随着复合抑制剂中VC的增加,即Cr₃C₂的减少,合金的晶粒尺寸、断裂韧性逐渐降低,矫顽磁力、钴磁逐渐升高,横向断裂强度则先增高后降低;同时,随着VC配比的增加到一定程度合金逐渐出现VC偏析现象。综合来看,WC-9%Co-0.5%Cr₃C₂-0.5%VC超细硬质合金表现出较优的综合物理性能(矫顽磁力38.9 kA/m、钴磁7.82%、密度14.44 cm³/g)、力学性能(洛氏硬度94.0 HRA、维氏硬度2 010 HV30、横向断裂强度4 691 MPa)。     

复合添加Cr3C2/VC/TaC的WC-12%Co超细晶硬质合金的组织和性能研究

研究了复合添加不同含量的Cr₃C₂、VC、TaC三种晶粒长大抑制剂对WC-12%Co超细晶硬质合金组织及性能的影响。结果表明,与采用Cr₃C₂+VC组合晶粒长大抑制剂的合金相比,采用Cr₃C₂+VC+TaC组合晶粒长大抑制剂的合金的综合力学性能呈降低趋势,但导热性能更好。采用Cr₃C₂+VC+TaC组合晶粒长大抑制剂的合金的组织和力学性能取决于晶粒长大抑制剂的抑制效果,而不是其添加总量,优化三种抑制剂的配比是提升合金性能的关键。     

金刚石有序排列对锯片性能的影响

排布方式合理的有序排列金刚石锯片能明显提高锋利性,增加寿命。试验采用2片无序排列锯片和4片有序排列锯片切割混凝土,不同排布方式的锯片切割性能有很大的差异。介绍了有序排列锯片制作的工艺流程,并且从理论上分析了排布参数对切割性能的影响,提出横向间距和纵向间距是有序排列方式设计中最重要的两个参数。     

WC质量分数对Ti(C0.7N0.3)基金属陶瓷组织和性能的影响

采用粉末冶金低压烧结方法制备Ti(C_0.7N_0.3)基金属陶瓷, 结合扫描电子显微镜(scanning electron microscope, SEM)观察、能谱(energy dispersive spectrum, EDS)分析、力学及磁学性能测试, 研究了WC质量分数从0增大到20%的过程中, Ti(C_0.7N_0.3)基金属陶瓷的显微组织、力学性能及磁学性能变化。结果表明, 经1420℃低压烧结1 h后, Ti(C_0.7N_0.3)基金属陶瓷显微组织有明显的芯/壳结构, 且随着WC质量分数增大, 黑色硬质相数量及体积减小, 环形相和黏结相体积增大。WC质量分数从0增大到20%的过程中, 硬度先增大后减小, 抗弯强度先增大后趋于稳定, 饱和磁化强度逐渐减小, 矫顽磁力逐渐增大。WC质量分数为15%时, 力学性能最佳, 其中HRA 91.6, 抗弯强度2160 MPa。     

Cr3C2/CrN复合添加剂对非均匀结构硬质合金性能的影响

本文以粗、中、纳米颗粒WC为原料,采用粉末冶金方法制备了不同Cr₃C₂/CrN复合添加剂含量的WC-10%Co非均匀结构硬质合金,并研究了Cr₃C₂/CrN复合添加剂对硬质合金微观组织结构和性能的影响。结果表明：随着Cr₃C₂/CrN复合添加剂含量增加,WC晶粒被抑制效果越显著,合金硬度呈递增趋势,抗弯强度则先增加后减小。当Cr₃C₂/CrN复合添加剂含量为1%时,合金综合性能最佳,维氏硬度达到1270HV3,抗弯强度达到2880MPa。复合添加剂增强作用机理主要是因为复合添加剂溶解在液相Co中,降低了WC在Co相中的溶解度,减缓WC溶解-析出过程,抑制了WC晶粒聚晶和异常长大现象,并起到固溶强化和弥散强化的作用,有效提升了合金综合性能。     

金刚石辅磨料对混凝土锯片使用寿命和切割效率的影响

采用与主磨料粒度相差较大的金刚石微粉作为辅磨料,设计和制备了13种不同配方的金刚石小锯片进行切割混凝土的试验,实现主辅磨料双切削共同作用。通过混凝土切割实验和理论分析,研究金刚石辅磨料对金刚石锯片寿命和切割效率的影响。结果表明,在锯片中加入适量浓度的细颗粒金刚石作为辅磨料,能较大幅度提高混凝土金刚石锯片的切割效率及使用寿命。金刚石作为辅磨料可协助主磨料共同参与切割混凝土,能加快锯片的新陈代谢,使单位切削面上的受力点增多,且减小金刚石颗粒之间的间距,使大于金刚石间距的砂粒磨削不到胎体,从而减少砂粒对胎体的磨损,金刚石锯片的使用寿命最多可提高150%以上,切割效率提高约40%。     

金刚石锯片焊接部位的组织结构与力学性能

采集金刚石圆锯片激光焊和高频钎焊部位作试样,分析研究了钢基体与粉末烧结刀头过渡层对焊焊缝横向的区段划分、焊缝形貌、金相组织、成分与物相、硬度及抗弯强度,并阐述了激光焊气孔的成因。结果表明:激光焊熔化区柱晶组织排布细腻,有残留气孔,硬度呈线性变化;钎焊熔化区为两相组织,枝晶明显,无裂纹气孔,硬度较低。激光焊钢热影响区产生针状马氏体;钎焊不存在相变引起的热影响区。激光焊和钎焊的刀头过渡层,在特定的配料体系下,也不存在固态相变引发的热影响区,基本保持了粉末烧结组织。激光焊和钎焊焊缝的抗弯强度均值分别为1 175 MPa、983 MPa,都大于国外安全强度要求,但激光焊焊缝强度波动相对较大,这与其残留气孔密切相关。     

Fe-Cu基金刚石复合材料超薄锯片的界面性能

采用压制烧结技术制备一种新型Fe-Cu基金刚石复合材料超薄锯片;分别用XRD、SEM、拉曼光谱测试分析锯片的断面物相、断口形貌、金刚石/胎体界面的元素分布和金刚石机械包镶力。结果表明:金刚石/胎体界面存在铁的碳化物;由金刚石静应力公式算得金刚石的机械包镶力为387 MPa,由于胎体冷却时发生塑性变形以及界面处金刚石/铁碳化物间存在晶格错配,释放热应力,使得包镶力绝对值远小于热残余应力(4.6 GPa)的绝对值。     

CuSn15和Fe对无压烧结金刚石工具胎体性能的影响

本文将Fe粉,Cu Sn15液相添加到自行制备的超细合金粉A中通过无压烧结制备金刚石工具的胎体试样块,研究了不同含量的Fe粉,Cu Sn15液相对胎体的相对密度、硬度及抗弯强度的影响。结果表明:在烧结温度为875℃、保温时间为60 min的无压烧结工艺下,添加不同含量的Cu Sn15液相及Fe粉对胎体的烧结力学性能有着重要的影响。含Cu液相的最佳添加量为7%(本文所有含量为质量分数,下同),Fe粉的最佳添加量为10%,此时,胎体的相对密度为98.46%,硬度(HRB)为101.5,抗弯强度为1 103.82 MPa。     

高含量La_2O_3/Y_2O_3对钼合金微观组织与性能的影响

采用粉末冶金方法制备了不同质量分数La_2O_3/Y_2O_3复合稀土氧化物掺杂的钼合金,观察了钼合金物相构成、显微组织和断口形貌,测试了其力学性能。结果表明:掺杂La-2O_3/Y_2O_3钼合金的物相组成为La_2O_3、Y_2O_3和Mo;锻造态钼合金横截面的晶粒尺寸随La_2O_3/Y_2O_3含量增加而减小,锻造态钼合金纵截面的显微组织为明显的纤维状织构组织形态;锻造态Mo(La_2O_3)3.0(Y_2O_3)0.5钼合金的横截面断口为韧窝断裂和少量解理断裂,纵截面断口为沿晶脆性断裂;合金抗弯强度和弯曲角随La_2O_3/Y_2O_3含量的增加先增加后降低,Mo(La_2O_3)3.0(Y_2O_3)0.5钼合金抗弯强度达到1133 MPa,弯曲角达到38°。     

合金化铁粉对金属/金刚石复合材料性能的影响

本文研究了预合金化的铁磷及铁铜粉末对金属 /金刚石复合材料性能的影响。结果表明 ,采用预合金化的铁基粉末能够提高金属基体的密度、抗弯强度和耐磨性。以铁磷预合金粉末为基础粉末时 ,金属基体相对密度可达 99 6 %、抗弯强度可达 15 6 7MPa、磨损速率为 1 2 5× 10 -2 g/min ,比以还原铁粉为基础粉末的强度提高 30 %、磨损速率降低了 79%。粉末的颗粒尺寸对金属基体的硬度有明显的影响 ,降低基础粉末的颗粒尺寸 ,有利于增加硬质相的弥散强化作用 ,增加材料的硬度。     

Effects of alloy steel shot on matrix hardness of impregnated diamond bit based on WC

In order to study the hardness of WC- based matrix used for impregnating diamond bits, matrix samples were prepared by hot pressing with different volume fractions of alloy steel shot. The main performance parameters of matrix (hardness, abrasion resistance and bending strength) were tested, and the surface morphology was observed using SEM. The results show that the matrix becomes harder with the increasing of sintering temperature, but adding alloy steel shot will reduce the hardness of the matrix and the higher the content of alloy steel shot, the lower the hardness of the matrix. In the process of sintering, due to the non- uniform diffusion and enrichment of some elements in the matrix, a fragile bonding interface is formed inside the sample. Under the external force conditions, the brittle interface is prone to slip and damage, ultimately affects the hardness of the matrix.     

硅和铬对超高强双相钢组织和性能的影响

 利用热膨胀仪研究了合金元素硅和铬对C-Si-Mn-Nb系与C-Cr-Mn-Nb系超高强双相钢连续冷却相变规律的影响;采用单向拉伸试验,以及OM、SEM和TEM等方法对比研究了2种DP钢的组织性能与断口形貌。结果表明：硅元素能够提高[Ac1]和[Ac3]点温度,扩大两相区,促进铁素体相变,并能提高马氏体的回火稳定性,改善其形貌和分布;铬元素的添加导致了奥氏体中碳的分布不均匀,使得马氏体内部同时出现了孪晶与板条状精细结构,而且快冷过程中出现了残余奥氏体和马奥岛组织,部分马氏体会在时效过程中发生分解;两钢的抗拉强度均超过1 000 MPa,伸长率超过15%,且含硅的双相钢各项力学性能均要优于含铬的双相钢。     

高能球磨制备WC/Al2O3-Cr-Mo-Ni金属陶瓷及其组织和力学性能

以亚微米级WC粉、Al2O3粉、Cr粉、Mo粉与Ni粉为原料,采用高能球磨+热压工艺制备WC/Al2O3-Cr-Mo-Ni金属陶瓷材料,利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)分析材料的物相组成和显微组织结构以及断裂方式,研究粘结相Ni和陶瓷相Al2O3的含量(均为质量分数)对该材料力学性能和微观结构的影响。研究表明:金属陶瓷的抗弯强度及断裂韧性随Ni含量增加而提高,随Al2O3含量增加而降低,硬度的变化趋势则相反。当Ni含量为7%、Al2O3含量为10%时,该金属陶瓷具有良好的综合性能,抗弯强度为567 MPa,断裂韧性为7.46(MPa.m1/2),维氏硬度为15.24 GPa,基本达到现用模具材料的水平。随着Ni含量增加,金属陶瓷的断裂方式由沿晶断裂向沿晶断裂与穿晶断裂相混合的方式转变。     

Effects of CeO2 additives on the microstructure and mechanical properties of WC-Al2O3 composites

To improve the mechanical properties of WC-Al2O3 composites,the effects of trace amount of CeO2 additives on the microstructure and mechanical properties of the WC-Al2O3 composites prepared by hot pressing were investigated. The results revealed that the WC-Al2O3 composites doped with 0.1% CeO2 possessed refined microstructure and enhanced mechanical properties compared with that of the undoped WC-Al2O3 composites.Trace CeO2 suppressed the decarburization of WC,promoted the microstructural refinement,and improved the interface coherence of the WC matrix and Al2O3. When 0.1% Ce O2 was added to the WC-Al2O3 composites,the effect of CeO2 resulted in the achievement of a relative density of 98.82% with an excellent Vickers hardness of 16.89 GPa,combining a fracture toughness of 9.85 M Pa·m1 /2with an acceptable flexural strength of1 024.05 MPa.     

高速电弧喷涂FeAlCrNi/Cr_3C_2复合涂层的组织及高温性能

使用高速电弧喷涂技术制备FeAlCrNi／Cr3C2复合涂层,采用Philips Quant200扫描电镜、德国D8Advancex射线衍射仪、日立H800扫描电镜、GM／CS-MS高温冲蚀磨损试验装置,以及其它多种检测设备,对涂层的显微组织、相结构、机械性能、高温冲蚀、腐蚀和磨损性能进行研究。结果表明,复合涂层具有相对较好的抗热震性能和较高的硬度,良好的高温冲蚀、磨损和抗腐蚀性能。涂层的结合方式为机械结合为主;涂层主要由扁平组织、小颗粒和细小的氧化物与分散相、以及不足2％的孔隙组成。涂层的相结构复杂,且存在一些平行相如（001）FeAl／／（111）AlFe3C0.5。