Page 39 - 理化检验-物理分册2022年第六期
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邓四文: 相同硬度的高钴和低钴含量硬质合金性能比较
的金相测定 第 2 部分: WC 晶粒尺寸的测量》 的规 8mm , 对试样进行粗磨后, 采用标乐牌金相抛磨机
定测量合金中 WC 组织的晶粒度。 进行精磨, 试样表面平面度不大于 125 μ m , 试样表
将方块试样的未腐蚀部位放置在 Rockwell574 面粗糙度 R a≤0.8 μ m , 将磨损试样嵌入干砂橡胶轮
型洛氏硬度计上, 按照 GB / T3849 — 1983 《 硬质合 式磨损试验机的夹具中, 施加于试样的法向载荷为
金洛氏硬度( A 标尺) 试验方法》 测量试样的洛氏硬 ( 130±4 ) N ; 磨 料 采 用 砂 粒 磨 圆 度 好、 无 棱 角, 且
度, 再 在 THVS-30 型 数 显 维 氏 硬 度 计 上, 按 照 SiO 2 的质量分数大于 98% 的铸造用硅砂, 粒径为
JB / T12616 — 2016 《 硬质合金刀具基体材料断裂韧 40~70 目, 落砂流速为( 126±5 ) / min , 用超声波
g
性检测方法》 的规定测试断裂韧性。 清洗后称取质量, 并计算前后质量差, 即为该试样的
横向断裂强度试样精磨后的尺寸( 长 × 宽 × 高) 磨损值。
为( 20±1 ) mm× ( 6.5±0.25 ) mm× ( 5.25±0.25 ) mm ,
表面粗 糙 度 R a ≤0.4 μ m , 为 B 型 试 样, 在 跨 度 为 3 试验结果与分析
( 14.5±0.5 ) mm 的 WDW-100KN 型硬质合金抗弯强 YG8T 和 YG18T 两种合金的力学性能如表 3
度专用试验机上, 按照 GB / T3851 — 1983 《 硬质合金 所示, 由 表 3 可 知: 为 了 保 证 低 钴 YG8T 与 高 钴
横向断裂强度测定方法》 的规定测试试样的横向断裂 YG18T 两种合金具有相同的硬度, 其 WC 颗粒的
强度。 晶粒度必然有差异, 分别为中颗粒和亚微细颗粒;
YG8T 的冲击韧性达到了 8.96J / cm , 这比常规的
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冲击试样精磨后的尺寸( 长 × 宽 × 高) 为( 50±
1 ) mm× ( 5.0±0.3 ) mm× ( 5.0±0.3 ) mm , 表面粗 YG8 合金高 50% 。两种合金的微观形貌分别如图
糙度 R a≤0.8 μ m , 砧座跨距为30mm , 在 ZBC8501- 1 , 2 所示。两种合金的 A 类孔隙级别为 A02 , 无 B
C ( 15 , 25J ) 型 悬 臂 梁 冲 击 试 验 机 上, 按 照 GB / T 类孔隙, 合金的致密度高, 这是由于采用了低压烧
1817 — 1995 《 硬质合金常温冲击韧性试验方法》 测 结, YG8T 合 金 的 密 度 达 到 理 论 密 度 的 99.75% ,
量试样的冲击韧性。 YG18T 的密度达到理论密度的 99.87% 。这两种合
按照ISO28080 : 2021 — 2021 《 硬质合金 硬质 金的矫顽力也有差别, 但相差不是很大, 这与保证具
合金的磨损试验》 的要求进行试样的磨损试验。磨 有相同的硬度有关, 并且由于 YG8T 合金的晶粒度
损试样的尺寸( 长 × 宽 × 高) 为 50 mm×25 mm× 大些, 钴元素含量低些, 所以磁力相应小些。
表 3 两种合金的力学性能
Co的质量 密度 / 硬度 / 抗弯强度 / 磁力 / 孔隙度非化 冲击韧性 / WC 晶粒度 /
牌号 钴磁 / %
分数( % ) ( g · cm -3 ) HRA ( N · mm -2 ) ( kA · m -1 ) 合碳级别 ( J · cm -2 ) μ m
YG8T 8 14.68 89.5 2580 11.4 7.8 A02B00C00E00 8.96 2.258
YG18T 17.5 13.72 89.4 3903 12.3 17.6 A02B00C00E00 14.57 0.719
图 1 YG8T 合金的微观形貌 图 2 YG18T 合金的微观形貌
钨钴类硬质合金的横向断裂强度和冲击韧性与 横向断裂强度和冲击韧性。由于在检测材料的横向
合金的晶粒 度 及 孔 隙 率 正 相 关, WC 的 晶 粒 越 细, 断裂强度和冲击韧性时, 都需要将试样压断和打断,
WC 晶粒与 Co元素的接触面越大, Co 元素的平均 因此中颗粒的 YG8T 合金中 WC 晶粒较粗, 试样断
自由程越小, 合金的孔隙率降低, 合金的横向断裂强 裂表 现 为 WC 的 穿 晶 断 裂。 由 于 亚 细 颗 粒 的
度和冲击韧性增大。这两种材料性能差别最大的是 YG18T 合金中 WC 晶粒较细, 试样条的断裂表现
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