Page 40 - 理化检验-物理分册2023年第二期

朱建雷, 等: 压痕法评价钛铌合金表面( TiNb ) C强化层显微硬度及断裂韧性

象。总之, 从计算结果上来看, 公式( 7 ) 的计算值与 复合涂层研究进展[ J ] . 表面技术, 2020 , 49 ( 10 ): 138-
公式( 8 ) 有一定差异。由于公式( 8 ) 的提出是基于 151 , 168.
WC-Co合金, 其具有相对较高的韧性, 不一定适用 [ 5 ] 韩雪莹, 刘新利, 吴壮志, 等. 含难熔金属涂层的研究
于高硬、 脆性材料。通过分析, 公式( 7 ) 的计算结果 进展[ J ] . 材料导报, 2020 , 34 ( 13 ): 146-154.
[ 6 ] 孙伟, 洪晟, 吴玉萍. 超音速火焰喷涂制备 WC-Cr 3 C 2 -
随载荷的变化差异较小, 具有较高的可信度。前述
Ni 涂层工艺参数的优化[ J ] . 理化检验( 物理分册),
压痕形貌分析证明, 当测试载荷为2N 时, 所得硬度

2019 , 55 ( 10 ): 698-702 , 707.

为 L-II的最可信硬度。选取 2N 载荷下裂纹长度
[ 7 ] 房双强, 陈茂涛, 曲江江, 等. 渗氮技术与渗氮钢应用
和公式( 7 ) 的计算结果评价 L-II的断裂韧性, L-II
综述[ J ] . 材料导报, 2014 , 28 ( 增刊1 ): 392-395.

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为4.58MPa · m 。
的 K C [ 8 ] 冉玲, 孙承才, 康玉桃, 等. 渗碳和碳氮共渗淬火硬化
L-III 内的裂纹为中位裂纹体系, 适用公式为( 1 ) ~ 层深度的测定精度影响因素[ J ] . 理化检验( 物理分
( 6 )。对于表3所示结果, 公式( 5 ) 的计算结果偏差较 册), 2022 , 58 ( 7 ): 5-9.
大。因为公式( 5 ) 的适用条件为 l / a≥1.5 , 而在载荷为 [ 9 ] 崔鹏杰, 钟黎声, 白海强, 等. 铸造在层状双金属复合

0.N时, 压痕的 l / a<1. 。前述讨论结果证明1N 载 材料中的应用[ J ] . 热加工工艺, 2020 , 49 ( 19 ): 1-6.

5
5

[ 10 ] LAWN B R , EVANS A G , MARSHALL D B.
荷下的硬度为 L-III的最可信硬度。选取载荷为1N

时压痕的裂纹长度, 计算 L-III的断裂韧性。因此, 将 Elastic / p lasticindentationdama g einceramics : the

median / radialcrack s y stem [ J ] .Journal of the

1N载荷下的硬度和裂纹数据代入经验公式( 1 ) ~ ( 4 )
AmericanCeramicSociet y , 1980 , 63 ( 9 / 10 ): 574-581.

均值为 2.4MPa · m , 该计算结
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和( 6 ), 经计算, 其K C 9 [ 11 ] 龚江宏. 陶瓷材料断裂力学[ M ] . 北京: 清华大学出版
果可为 L-III的断裂韧性。相关研究的 TiC 、 NbC
社, 2001.

1 / 2 [ 18 ] , NbC 的断裂
涂层的断裂韧性为 3.1 MPa · m [ 12 ] 朱建雷. 钛铌合金表面( TiNb ) C强化层的形成机制与

1 / 2 [ 19 ] 。因此, 高百分比、 高致
韧性约为3.0MPa · m 性能研究[ D ] . 西安: 西安理工大学, 2020.
密的层状( TiNb ) C表面强化层具有高硬度, 同时具 [ 13 ] QU S , HUANG Y , NIX W D , etal.Indenterti p

有较好的韧性。 radiuseffectonthe Nix-Gaorelationin micro-and

nanoindentationhardnessex p eriments [ J ] .Journalof
3 结论 MaterialsResearch , 2004 , 19 ( 11 ): 3423-3434.

( TiNb ) C表面强化层内, 层状结构导致其具有不 [ 14 ] BULLSJ.Anal y sismethodsandsizeeffectsinthe

indentationfracturetou g hnessassessmentofver y
同的显微硬度和断裂韧性, L-II 具有更高的显微硬度。
thinoxidecoatin g song lass [ J ] .Com p tes Rendus

受基底效应的影响, 在2N 的载荷下, L-II 的显微硬度
Mécani q ue , 2011 , 339 ( 7 / 8 ): 518-531.

为可信硬度, 平均硬度为2594.13HV , 可信断裂韧性 [ 15 ] 蔡小龙. 扩散控制的反应制备碳化钨硬质层形成机理

为4.8MPa · m ; 受边缘效应的影响, 在1N 的载荷 及性能研究[ D ] . 西安: 西安理工大学, 2019.

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下, L-III所得显微硬 度 为 可 信 硬 度, 平 均 硬 度 为 [ 16 ] ANSTISG , CHANTIKULP , LAWNB , etal.A

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2334.8HV , 可信断裂韧性为2.4MPa · m 。 critical evaluation of indentation techni q ues for
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8

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