Page 40 - 理化检验-物理分册2022年第六期

邓四文: 相同硬度的高钴和低钴含量硬质合金性能比较

为沿晶断裂, 所以亚细颗粒的 YG18T 具有比中颗
粒的 YG8T 更 高 的 横 向 断 裂 强 度 和 冲 击 韧 性 [ 10 ] ,
YG8T 合金的穿晶断裂和 YG18T 合金的沿晶断裂
微观形貌如图 3 , 4 所示。

图 4 YG18T 合金的沿晶断裂微观形貌
检测结果如表 4 所示, 由表 4 可知: 这两种合金的抗

断裂能力是 同一等 级 的。这 是 由 于 中 颗 粒 YG8T
的 WC 晶粒比 YG18T 的 WC 晶粒粗, 当被尖锐金
图 3 YG8T 合金的穿晶断裂微观形貌 刚石压头压裂后, 出现裂纹的偏转和分叉现象, 从而
从横向 断 裂 强 度 和 冲 击 韧 性 这 两 项 指 标 看, 使断裂面表面积增大, 断裂韧性也增大 [ 11 ] 。高硬度
YG8T 的横向断裂强度比 YG18T 的横向断裂强度 的 YG18T 合金也具有较高的断裂韧性, 主要原因
低 51% , 而 YG8T 的冲击韧性比 YG18T 的冲击韧 在于 TaC 的固溶强化作用, TaC 颗粒在 Co 黏结相
性低 63% , YG8T 合金比 YG18T 合金更容易断裂。 中扩散和溶解, 对 Co 黏结相起到了强化作用, 当尖
在使用矿用合金时, 并不要求将合金进行强力冲断, 锐金刚石压头使其产生初始裂纹后, 裂纹将会发生
而是要考察合金的抗折断能力, 所以矿用合金的抗 偏转而消耗更多的能量, 从而提高了断裂韧性。并
断裂能力并不是根据这两项指标进行判断的, 而主 且 TaC 本身具有较高的韧性, 也能对合金起到增韧
要是根据合金的断裂韧性确定合金的抗断裂能力。 作用, 所以虽然 YG18T 合金与高钴类合金相比有
这两种合金的断裂韧性相差不到 3% , 其断裂韧性 更高的硬度, 但其断裂韧性却并没有降低。
表 4 两种合金的断裂韧性检测结果
平均断裂
压痕 / m 硬度 / 平均 裂纹长度 / m 断裂韧性 /
μ
μ
材料 压力 / N 韧性 /
-3 / 2
HV 硬度 / HV ( MNm )
-3 / 2 )
( MNm
d 1 d 2 L 1 L 2 L 3 L 4

294.2 203.22 203.04 1348.30 40.75 35.52 41.97 42.80 13.73

YG8T 294.2 202.93 202.78 1351.96 1344.71 45.24 39.84 38.10 40.26 13.64 13.91

294.2 204.17 204.28 1333.88 35.32 40.45 33.72 36.11 14.36

294.2 203.92 203.84 1338.40 38.75 40.52 37.97 35.80 14.03

YG18T 294.2 205.23 204.78 1323.75 1330.49 37.24 34.84 35.10 41.26 14.17 14.29

294.2 204.47 204.68 1329.32 28.32 41.45 30.72 38.91 14.65
两种合金的磨损试验结果如表 5 所示, 由表 5 结的性能稳定性看, 低钴粗颗粒合金比高钴细颗粒
可知, 两种 合 金 的 耐 磨 性 相 差 1.6% , 属 于 同 一 等 合金性能稳定。如果优先需要考虑抗折断能力, 就
级, YG8T 的 耐 磨 性 比 YG18T 稍 高, 这 是 因 为 优先选用高钴细颗粒合金, 高钴细颗粒具有稍好的
YG8T 的硬度比 YG18T 稍高, 对于硬质合金, 可以 抗折断能力。
用硬度衡量其耐磨性, 两者具有一定的线性对应关
系。从磨损机理上看, 中颗粒的 YG8T 主要表现为 4 结论
WC 颗粒的塑性变形导致材料的去除; 而亚细颗粒

( 1 )相同硬度的低钴粗颗粒与高钴细颗粒的硬
的 YG18T 主要 表 现 为 钴 相 的 去 除 导 致 WC 的 脱
落 [ 12 ] 。总之, 相同硬度的低钴粗颗粒合金与高钴细 质合金相比, 低钴粗颗粒合金具有更好的合金烧结
颗粒合金具有几乎相同的耐磨性, 如果优先需要考 性能稳定性; 为了保证晶粒不长大, 高钴细颗粒合金
虑耐磨性, 就优先选用低钴粗颗粒合金, 且从合金烧 在烧结时需加入抑制剂。
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