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。     

硼含量对Ni-Cr-Mo合金热腐蚀性能的影响

采用真空液相烧结法制备了4种掺加不同B含量的Ni-Cr-Mo合金,研究了B对其组织与性能的影响。研究结果表明,B与Mo、Cr、Ni等合金元素在烧结时可以形成共晶液相,通过原位化学反应,生成Mo2NiB2、(Mo,Cr)2NiB2陶瓷相。热腐蚀性试验表明,形成的硼化物相具有较好的耐腐蚀性,能够有效提高Ni-Cr-Mo合金的耐热腐蚀性能。     

Mo对WC-(8Co,2Ni)硬质合金组织与性能的影响

采用化学包覆法制备WC-(8Co,2Ni)-x Mo (x为质量分数,%。x=0,0.5,1.0,1.5)复合粉末,真空烧结后得到含Mo的WC-(8Co,2Ni)硬质合金。研究前驱体和复合粉末的微观形貌和物相组成,分析Mo对WC-(8Co,2Ni)硬质合金显微组织、力学性能和耐腐蚀性能的影响。结果表明,WC-(8Co,2Ni)-x Mo复合粉末中的Mo均匀分布在WC颗粒表面。WC-(8Co,2Ni)-x Mo硬质合金较致密,无明显孔洞,WC和黏结相无明显聚集。随Mo质量分数从0增加至1.5%,WC晶粒的平均尺寸从1.6μm减小至1.1μm。合金硬度(HRA)从87.3±0.1提高至88.3±0.2,抗弯强度从(2 890±27) MPa下降至(2 560±29) MPa。含Mo合金在腐蚀过程中生成低电导率的含Mo钝化膜,耐腐蚀性能明显提升。     

Mo2FeB2基新型硬质合金的制备

本文采用真空反应烧结法原位合成制备了Mo2FeB2基新型硬质合金,研究了Mo2FeB2基新型硬质合金及烧结温度和保温时间对合金组织和性能的影响.利用扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)对试样的组织和物相进行了分析,测定了试样的密度、抗弯强度(TRS)和硬度(HRA).实验结果表明,提高烧结温度或延长保温时间都会导致合金中的Mo2FeB2颗粒形貌从近球形向长条形转变,导致抗弯强度降低.本实验烧结温度为1 270℃,保温0 min时获得的硬质合金的组织和性能最佳,其抗弯强度为1 780 MPa,硬度为86HRA.     

CoCrFeNiCuTix高熵合金的微观组织与耐腐蚀性能研究

采用真空热压烧结法制备了CoCrFeNiCuTi_x (x为摩尔比, x=0.25, 0.50, 0.75, 1.00)六元高熵合金, 研究了Ti含量对该高熵合金微观组织和耐腐蚀性的影响。利用金相显微镜、X射线衍射仪、扫描电子显微镜、HVS-1000B型数显显微硬度计和电化学工作站等设备测试和分析了CoCrFeNiCuTi_x高熵合金的组织结构和耐腐蚀性能。结果表明: 不同Ti含量(摩尔分数)的CoCrFeNiCuTi_x高熵合金, 物相都为面心立方结构, 组织主要为树枝晶; 随着Ti摩尔分数的增加, 高熵合金树枝晶组织减少, 硬度先增加后减小, x=0.50时, 合金的硬度值最大, 为HV 755;CoCrFeNiCuTi_x高熵合金的自腐蚀电位都正于45#钢, 耐腐蚀性先增强后减弱, x=0.50时, 其耐腐蚀性最优。     

Cr对WC-9(Co+Ni)硬质合金力学性能和耐腐蚀性能的影响

研究了Cr含量对含有Mo的WC-9(Co+Ni)硬质合金力学性能和耐腐蚀性能的影响。结果表明,随着Cr含量的增加,合金的密度缓慢减小,抗弯强度、硬度均先增大后减小;当Cr含量达到0.6%时,合金的抗弯强度达到2 845 MPa,HRA硬度达到91.2,密度达到14.39g/cm~3。分别在2mol/L的高浓度HNO_3、H_2SO_4及HCl溶液中浸泡11d,Cr含量为0.6%的合金腐蚀速率最小,耐腐蚀性能最优异,该合金经过长达90d的低浓度HCl溶液(pH=3)浸泡,未观测到腐蚀层。     

Ni含量对WC-Co-Ni硬质合金的力学性能和耐腐蚀性能的影响

以WC、Co和Ni为原料,采用粉末冶金法制备不同镍钴比的硬质合金试样,研究了试样的微观组织,分析了试样的硬度、耐磨系数、抗弯强度和断裂韧性等力学性能,并通过电化学实验探究其耐腐蚀性能。结果表明,随着Ni含量的增加,WC-Co-Ni硬质合金的硬度、耐磨系数及抗弯强度均持续降低,断裂韧性先增加后降低。成分为WC-10%Co、WC-9%Co-1%Ni和WC-7%Co-3%Ni的三组试样的微观晶粒组织较为均匀细小,而其余试样微观晶粒组织粗大。通过在pH=7的3.5%NaCl溶液中的电化学实验可知,随着Ni含量的增加,WC-Co-Ni硬质合金试样的耐腐蚀性能增强。WC-7%Co-3%Ni合金试样的综合力学性能最佳,同时考虑到试样的耐腐蚀性能,优化配方后的合金可以更好地提高盾构刀具的工作寿命。     

Co含量对超细YG类硬质合金结构及性能的影响

制备了不同Co含量的超细硬质合金YG6和YG8,通过对试样进行表面形貌观察和物理力学性能测试,研究了Co含量对超细YG类硬质合金力学性能及组织结构的影响。在超细硬质合金的表面采用CVD法制备了TiCN-Al_2O_3-TiN多层复合涂层,对涂层合金进行微观结构观察、硬度和切削性能测试,探讨不同Co含量合金制备的刀具的切削性能。实验结果表明:随着Co含量的增加,WC晶粒更致密,没有发生晶粒异常长大,硬质合金硬度略有下降,相对磁饱和强度和抗弯强度增加,断裂源较少。Co含量低的硬质合金刀具磨损更严重,切削性能下降,刀具失效快。     

硬质合金饱和磁化强度测量的应用

介绍了硬质合金饱和磁化强度Ms的测量,研究了Ms值与合金微观组织结构、碳含量、钴含量、η相量及抗弯强度的关系,以及Ms在硬质合金质量检测中的应用。     

碳含量对WC-10Co硬质合金微观组织及力学性能的影响

为明确硬质合金微观组织及力学性能最佳的配碳区间,配制了不同碳含量的WC-10Co复合粉末,并通过压制、烧结获得硬质合金.采用金相显微镜、扫描电镜、硬度计、电子万能力学试验机等分析了碳含量对合金微观组织及力学性能的影响.结果 表明:当碳含量小于5.34％时,合金出现脱碳相;当碳含量大于5.50％时,合金出现渗碳相;当碳含...     

热等静压烧结温度对Mo–Na合金性能影响

采用热等静压烧结法制备Mo–Na合金，研究了热等静压烧结温度对Mo–Na合金显微组织、硬度、密度及Na质量分数的影响，分析了Mo–Na合金热等静压烧结的致密化过程。结果表明:采用热等静压烧结法制备的Mo–Na合金显微组织细小均匀，平均晶粒尺寸在10 μm以下。随着热等静压烧结温度的升高，相对密度及硬度随之升高，在1100 ℃时达到最大，分别为99.58%和HRA 54.50，热等静压过程中液相的形成对Mo–Na合金的致密化起到了重要作用。热等静压过程很好地避免了低熔点Na金属高温烧结过程中的挥发，在1100 ℃烧结后Na质量分数基本无变化。     

用作机械零件铸模的Mo_2FeB_2

磨损和腐蚀问题是挤压和铸造工艺中的常见现象。本研究使用硬质合金铸模研究了碳对合金机械性能和铁质粘结剂结构的影响,这种硬质合金铸模是一种用于机械零件铸造的组成类似于复合硼化物基硬质合金的新型Mo_2FeB_2。还研究了新型合金的磨损和腐蚀行为。铸模合金的铁粘结剂随合金中残余碳含量(从铁氧体到马氏体)增加而变化,获得具有马氏体粘结剂的合金铸模横向断裂应力和硬度相     

钛含量对Fe-C-B-Ti合金微观组织和力学性能的影响

研究了钛含量为0.67%~1.82%的Fe-C-B-Ti合金在铸态和热处理下微观组织、硬度和冲击韧性的变化规律。结果表明:当钛含量为0.67%时,Fe-C-B-Ti铸态合金组织由马氏体、珠光体和网状的共晶硼化物组成,硬度和冲击韧性较高。随钛含量的增加,Fe-C-B-Ti合金铸态组织中的马氏体逐渐消失,出现铁素体,硬度和冲击韧性逐渐下降。热处理后,Fe-C-B-Ti合金中的共晶硼化物呈断网状,并随温度的升高有明显粗化。随淬火温度的升高,Fe-C-B-Ti合金的硬度和冲击韧性增加,在1 050℃时达到最大值,当温度超过1 500℃时,硬度和冲击韧性反而降低。     

添加剂对双晶结构硬质合金微观组织和性能的影响

以粗细两种粒度WC粉、Co粉为原料,分别选取Mo、Cu、VC、Cr_3C_2、Y_2O_3为添加剂,采用粉末冶金法制备了具有不同WC晶粒度分布、不同添加剂的硬质合金,并使用XRD、SEM、排水法和维氏硬度计分别分析合金的物相组成、显微组织、密度和力学性能。结果表明:所制备合金物相组成几乎一样,均显示出较明显的WC峰;随着粗晶WC与细晶WC粉末质量比的降低,合金中异常长大的WC晶粒减少、硬度持续增大但韧性下降。添加剂能够有效抑制WC晶粒的长大,提高合金硬度,但合金的相对密度随着添加剂含量的增大而减小。添加1%Cr_3C_2制备的双晶结构硬质合金的综合性能最好。     

TiN添加量对WC-TiC-TaC-8.0Co硬质合金组织与性能的影响

以TiN作为N源,采用传统粉末冶金法,一步烧结制备脱β层梯度WC-TiC-TaC-8.0Co硬质合金,利用扫描电镜等手段对合金的微观组织进行观察与分析,研究TiN添加量对合金物理与力学性能、微观组织及脱β层厚度的影响,并进行切削试验。结果表明:TiN添加量(质量分数,下同)在0～2.0%范围内,随TiN添加量增加,合金的密度、矫顽磁力以及硬度等无明显差异,但脱β层厚度明显增大。随TiN含量从0上升到2.0%,脱β层厚度从0增加到32.7μm。切削试验表明:TiN含量为1.0%时,涂层后硬质合金刀片具有最佳的车削寿命和抗冲击综合性能。     

碳含量对WC-10Co-0.6Cr_3C_2硬质合金组织结构与性能的影响

采用压力烧结法制备不同碳含量的WC-10Co-0.6Cr3C2硬质合金,通过金相组织观察、硬度测试、比饱和磁化强度和矫顽磁力的分析,研究该合金的微观组织结构和性能。结果表明,随碳含量增加,合金的饱和磁化强度增大,而密度、矫顽磁力及硬度均降低;在压力烧结条件下,对于WC-10Co-0.6Cr3C2合金,两相正常组织对应的碳含量范围为5.41%~5.55%。碳含量低于5.41%时出现缺碳相η相,碳含量高于5.55%时出现石墨相。     

Si含量对Mo-Si合金显微组织和硬度的影响

以Mo粉和Si粉为原料，采用真空热压烧结法制备了Si含量不同的Mo-Si合金材料。通过金相显微镜和x射线衍射仪对材料的显微组织及相组成进行了分析，并测试了不同Si含量对Mo-Si合金硬度的影响。实验结果表明，随着Si含量的增加，Mo-Si合金的组成由单一的α-Mo相转变为α-Mo＋Mo3Si相，而且硬度提高。结合Mo-Si合金的显微组织观察、相组成分析以及硬度实验结果，本文还讨论了所制备Mo-Si合金的强化机制。     

Ti8LC钛合金热处理工艺对硬度和组织的影响

钛合金Ti8LC是一种新型低成本近а型的钛合金,为了研究该合金热处理对其组织结构的影响规律,对其进行不同温度固溶处理,随后在不同温度进行时效热处理.用金相显微镜和扫描电镜观察了不同热处理工艺下的微观组织形貌,并通过能谱分析了不同工艺下元素的含量变化.采用洛氏硬度计测试了试样的平均硬度,分析了固溶温度和时效温度对其微观组织形态的变化影响,以及硬度大小、微观组织结构中相的形态和组织组成的相关性.结果表明:固溶处理温度对Ti8LC固溶后的显微组织及随后的时效组织都有极大的影响,随固溶温度的升高,由片状逐渐转为块状.经相同时效工艺处理的合金其显微组织受固溶后组织的遗传影响,合金的硬度随着固溶温度的升高.先降低后升高;通过微观组织和硬度的良好配合,可以确定Ti8LC合金固溶时效的最佳工艺.     

不同碳含量铸态316L不锈钢的组织和性能研究

利用真空感应熔炼制备了不同碳含量的316 L铸态合金。利用化学分析方法分析了合金的化学成分,利用扫描电镜观察了合金的铸态微观组织,利用显微硬度仪测量了合金的维氏硬度。研究发现,合金的铸态组织由奥氏体和铁素体组成,随合金中的碳含量增加,合金铸态组织中的铁素体含量增加,合金的硬度显著增加。     

Ti(C,N)含量和烧结温度对梯度硬质合金脱β层厚度的影响

以Ti(C,N)为N源,在脱氮气氛下烧结制备WC-TiC-Ti(C,N)-TaC-NbC-Co硬质合金,研究Ti(C,N)含量和烧结温度对脱β层厚度及合金微观组织与性能的影响。结果表明:随Ti(C,N)的质量分数从0.5%增加到1.5%,脱β层厚度持续增大。随烧结温度升高,脱β层厚度增大,增大的幅度随Ti(C,N)含量增加而增大。合金的密度、硬度和矫顽磁力不受Ti(C,N)含量的影响,但随烧结温度升高,合金的硬度降低、矫顽磁力变小、WC平均晶粒尺寸增大且直边化。脱β层中无明显的WC晶粒异常长大现象,脱β层厚度由Ti的扩散和N含量决定。