WC-Co硬质合金微观结构随机性表征

为表征WC-Co硬质合金微观结构的"随机性",使用Matlab和VC++汇合编程对材料显微组织的扫描电镜(SEM)图片进行了图像处理,提取出微观结构的轮廓,计算了微观结构的拓扑参数并统计其分布规律。结果表明:开发的图像处理软件能够准确地测量WC-Co硬质合金微观结构的平均粒径、形心位置、取向角、长径、短径和Co体积分数等参数;并使用概率密度分布函数实现了材料微观结构的"随机性"表征。     

基于微观结构的WC-Co硬质合金硬度预报模型

采用"随机法"构建了考虑WC-Co硬质合金的Co相体积分数、晶粒平均粒径分布、晶粒形心分布以及晶粒取向角分布的微观结构模型,结合显微压痕实验的有限元模拟,提出一种基于材料微观结构的硬度预报模型。结果表明:"随机法"构建的微观结构模型较好地反映了材料的真实细观结构特征;材料的硬度受微观结构的影响较大,其中以Co相体积分数和晶粒平均粒径分布最为显著。模拟结果与实验结果吻合较好,从而证明了提出的模型能够准确地预报WC-Co硬质合金的硬度。     

基于微观结构的WC-Co硬质合金硬度预报模型EI北大核心CSCD

采用"随机法"构建了考虑WC-Co硬质合金的Co相体积分数、晶粒平均粒径分布、晶粒形心分布以及晶粒取向角分布的微观结构模型,结合显微压痕实验的有限元模拟,提出一种基于材料微观结构的硬度预报模型。结果表明:"随机法"构建的微观结构模型较好地反映了材料的真实细观结构特征;材料的硬度受微观结构的影响较大,其中以Co相体积分数和晶粒平均粒径分布最为显著。模拟结果与实验结果吻合较好,从而证明了提出的模型能够准确地预报WC-Co硬质合金的硬度。     

超细WC-Co硬质合金粉末的制备及其致密化研究

以超细碳化钨(WC)、氯化钴(CoCl2.6H2O)和柠檬酸钠(C6H5O7Na3.2H2O)为原料,水合肼(N2H4.H2O)为还原剂,使用液相还原法制备超细WC-Co硬质合金粉末,并通过低压烧结使其致密化,制得力学性能良好的WC-Co硬质合金。考察了反应体系温度对硬质合金粉包覆率、反应时间对包覆效果的影响,采用SEM、TEM、XRD等手段对硬质合金粉进行了表征,确定了制备超细WC-Co硬质合金粉的优化工艺条件,并对比了不同规格的WC-Co硬质合金烧结体的力学性能。结果表明,此方法制得的WC-Co硬质合金粉纯度高,粒径均匀,无团聚,低压烧结后所得硬质合金烧结体力学性能良好。     

WC-Co硬质合金表面不同去钴预处理方法的比较研究

用微波等离子体化学气相沉积(MWPCVD)制备金刚石薄膜涂层之前,采用盐酸、硝酸化学腐蚀和氢-氧等离子体对WC-Co硬质合金(YG6)基体表面进行去钴预处理。扫描电子显微镜形貌观察和X射线衍射谱分析都表明,与化学腐蚀方法相比,氢-氧等离子体处理具有独特的表面去钴效果,沉积金刚石薄膜的喇曼谱分析更证实其对涂层质量的改善,且对MWPCVD过程而言有其技术上的一些优越性。     

无损鉴定WC-Co硬质合金显微结构参数的物理基础

根据γ相磁性分析法用物理性能测定数据进行计算或用体视金相学技术直接测定γ相平均自由程,所得真实γ相平均自由程λ和通称γ相平均自由程λγ的关系规律一致。依据λ和λγ的关系确定了γ相平均自由程λ或WC晶粒邻接度CWC分别与γ相体积分数fγ和WC平均晶粒尺寸LWC的试验关系。阐明了用物理性能测定取代体视学测量无损鉴定WC-Co硬质合金显微结构参数的物理基础。结果表明:两相WC-Co合金的显微结构特征可用两个基本参数fγ和LWC确定;fγ和LWC分别主要取决于合金的钴配量和原料WC粉末平均颗粒尺寸,并在液相烧结过程中受γ相成分的制约;延长烧结时间将加剧LWC的长大程度,但不影响fγ的数量;烧结过程中fγ的增量和LWC的长大程度分别随合金碳含量的改变呈反向和正向变化,因而烧结过程中fγ的增加无助于WC晶粒尺寸的长大。     

抑制剂对WC-Co硬质合金涂层性能的影响

利用原位还原碳化反应合成的超细WC-12Co复合粉末作为原料, 分别添加1.0wt%晶粒长大抑制剂即VC、Cr₃C₂和NbC, 经团聚造粒和超音速火焰(HVOF)喷涂制备了超细结构的硬质合金涂层。研究了不同晶粒长大抑制剂对涂层的显微组织结构、物相、硬度、耐磨性能和耐蚀性能的影响。结果表明, 与未添加晶粒长大抑制剂涂层相比, 添加1.0wt% VC或Cr₃C₂制备的硬质合金涂层中WC颗粒的平均尺寸降低了约49%, 涂层硬度明显提高, 磨损速率降低了约52%~55%。添加1.0wt% NbC对制备涂层中WC颗粒尺寸的抑制作用不明显, Co粘结相中由于形成了(W, Nb)C化合物, 其耐蚀性获得显著提高, 但该化合物脆性大, 导致涂层耐磨性不及添加VC和Cr₃C₂制备的涂层。     

富Co-layers硬质合金表面渗氮处理微观结构和性能研究

采用两步法烧结工艺制备了表面富Co-layers硬质合金和表面富Ti基硬质相层硬质合金,对比研究了氮化处理前后硬质合金表面微观形貌、生成相和力学性能的差异。研究表明:真空条件下烧结可在试样表层生成约20μm厚的Co-layers,该层中不含立方碳化物相,微观结构分析发现试样表面呈现山丘形貌且具有金属亮银色光泽,可用于修复试样表面缺陷,如微观裂纹、孔洞等,并且改善硬质合金表面韧性和提高涂层与基体之间的界面结合强度。氮化处理可在合金表面原位生成富含细晶粒的TiN相层,层厚约1μm,微观结构分析发现该层呈金色或棕色,表面较为平整。通过性能对比分析发现渗氮虽然导致试样密度小幅降低,但是可显著改善晶粒尺寸分布不均和增加表层硬质相中的微应变,能够在提高表面硬度的同时依然保持较高韧性,同时可有效改善硬质合金的刀具耐磨性和使用寿命。     

电子陶瓷电性能与微观结构参数的关系探讨

知综述电子陶瓷材料发展的基础上，提出了电子陶瓷微观结构的表征参数，分析了电子陶瓷性能与微观结构参数的关系，详细讨论了具有电绝缘、电容器、压敏、电阻和导体等功能的电子陶瓷对微观结构参数的要求。     

Effect of Carbon Addition on Microstructure and Properties of WC-Co Cemented Carbides

Based on a unique method to synthesize WC-Co composite powder by insitu reactions of metal oxides and carbon, the effects of the carbon addition in the initial powders on the phase constitution, microstructure and mechanical properties of the cemented carbides were investigated. It is found that with a suitable carbon addition the pure phase constitution can be obtained in the sintered bulk from the composite powder. The mechanical properties of the cemented carbides depend on the phase constitution and the WC grain structure. To obtain the excellent properties of the WC-Co bulk, it is important to obtain the pure phase constitution from the appropriate carbon addition in the initial powders and a suitable grain size.     

β→α Transformation of γ-Phase in Sintered WC-Co Cemented Carbides

Varying the morphology and the structure of γ-phase (Co-base Co-W-C solid solution) by means of altering the cooling rate and the preparing method of liquid sintered WC-Co cemented carbides samples, the mechanism of fcc→hcp transformation of γ-phase in WC-Co alloy has been explored. The results show that, the cooling rate is an important affecting factor on fcc→hcp transformation of γ-phase and the fcc→hcp transformation is mainly a diffusive type when cooling WC-Co samples above room temperature     

掺杂对硬质合金微观结构和晶粒生长的影响

介绍了钴、镍、硅等结合剂在硬质合金生产中的应用及对其烧结工艺的影响,系统论述了钒、铬、妮、钽、钼、铱等10余种元素及其化合物的掺杂种类、掺杂方式、掺杂数量对硬质合金微观结构和性能的影响,在综合大量文献的基础上,阐述了各种晶粒生长抑制剂对WC晶粒生长、晶粒尺寸的抑制效果差异及作用机理的不同,以及各种晶粒生长抑制剂合理的掺杂量。这些研究内容将对硬质合金生产,特别是制备新型硬质合金材料有着重要的参考价值。     

TiC含量对WC-TiC-TaC硬质合金材料微观组织及力学性能的影响

本研究采用真空热压烧结技术, 在1600℃下制备了WC-TiC-TaC硬质合金材料, 研究了TiC含量对其微观组织及力学性能的影响。结果表明, 随着TiC含量的增多, 硬质合金材料的晶粒显著增大。当TiC的含量从10wt% 增加到25wt%时, 硬质合金材料的硬度逐渐增大, 最高可达19.81 GPa, 这是由于TiC的硬度高于基体WC的硬度; 与此同时, 硬质合金材料的抗弯强度和断裂韧度逐渐减小。当TiC的含量为10wt%时, 材料的抗弯强度有最大值, 其值为1147.24 MPa, 这是由于在材料内部形成了均匀、细小的晶粒组织; 在此含量下, 复合材料的增韧机理为细晶增韧、裂纹偏转、裂纹分支、裂纹桥接和韧窝增韧, 其断裂韧度有最大值, 为14.60 MPa·m^1/2。     

板状WC晶粒WC-(Co-Ni)硬质合金的组织和性能

采用真空烧结法制备了板状WC晶粒WC-(Co-Ni)硬质合金,通过XRD、SEM、EDS等手段研究了Ni/(Ni+Co)比对硬质合金组织和性能的影响规律。结果表明:随着Ni/(Ni+Co)比的增大,硬质合金显微组织中板状WC晶粒的比例逐渐减少,硬质相颗粒的尺寸逐渐增大且平均长厚比逐渐减小。当Ni/(Ni+Co)比过大时,硬质合金中硬质相颗粒出现了团聚现象,使其力学性能显著降低。当Ni/(Ni+Co)比为0.3和0.5时,WC-(Co-Ni)硬质合金的综合力学性能较高,这与其硬质相颗粒较细和平均长厚比较大有关。当Ni/(Ni+Co)比为0.5时,WC-(5Co+5Ni)硬质合金具有较优的综合力学性能,其抗弯强度、硬度和断裂韧性分别为2 448 MPa、90.0HRA、21.2 MPa·m~(1/2)。     

多组元硬质合金的热力学研究及其在微观组织控制中的应用

硬质合金是一种多组元多相材料, 其制造过程涉及复杂的热力学和动力学过程。为了给硬质合金的开发提供理论依据,基于建立的热力学数据库CSUTDCC1,将通过CALPHAD计算模拟的结果与其他文献中的实验结果进行了比较,以验证热力学数据库的准确性和热力学计算方法的高效性。同时,为展示热力学计算在硬质合金设计中的应用,包括合金成分、烧结温度和N2气氛控制等的确定,通过热力学计算和实验验证,研究了Cr、V、Ta、Nb、Zr等元素在钴黏结相和M6C碳化物中的饱和溶解度,论述了热力学计算在硬质合金发展中的具体作用。     

纳米晶WC-Co硬质合金的烧结

综述了国内外纳米晶WC-Co硬质合金烧结方法的研究进展,总结了纳米晶WC-Co硬质合金的烧结机理,分析了各烧结方法的特点,指出了制备纳米晶WC-Co硬质合金的研究趋势.