硬質(zhì)合金(tungsten carbide/cemented carbide)是由難熔金屬碳化物如碳化鎢粉末或碳化鈦粉末等和粘結(jié)金屬鈷、鎳或鐵等元素組合成的一種高硬脆材料,具有十分出色的物理化學(xué)性能,廣泛應(yīng)用于航天、航空和航海等領(lǐng)域。
一、密度方面
密度是對特定體積內(nèi)的質(zhì)量的度量,等于物體的質(zhì)量除以體積。鎢鈷類硬質(zhì)合金密度爲(wèi)14.4~15.3g/m3,其一般隨著鈷含量的增加而減小;鎢鈷鈦類硬質(zhì)合金密度爲(wèi)9.7~13.2 g/m3,其一般隨著鈷和/或碳化鈦含量的增加而減小。另外,在材料化學(xué)成分一定的情況下,合金的密度會隨著空隙的增多而下降。密度采用排水法(阿基米德定律)來測量。
二、硬度方面
硬度是指合金材料抵抗其它硬物壓入引起凹陷變形的能力。硬質(zhì)合金的硬度一般爲(wèi)86~93HRA(相當(dāng)于69~81HRC)。當(dāng)化學(xué)成分或原料配比不同是,合金的硬度也不一樣,比如YG6不低89HRA,YG8不低于89.5HRA。硬度常見的測試方法包括洛氏硬度(HRA)和維氏硬度(HV)。
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三、抗彎強(qiáng)度方面
抗彎強(qiáng)度是指合金材料抵抗彎曲不斷裂的能力,一般采用三點(diǎn)抗彎測試或四點(diǎn)測試方法評測。影響硬質(zhì)合金抗彎強(qiáng)度的因素包括硬質(zhì)碳化物和粘結(jié)相的種類,硬質(zhì)碳合物的含量和粒度,燒結(jié)工藝,熱處理工藝,組織缺陷和殘餘應(yīng)力等。
在一定條件下,硬質(zhì)合金的抗彎強(qiáng)度隨著溫度的升高而降低;隨鈷含量(0~15%)的增加而上升;隨著碳化鎢平均粒度的減小而增大;隨著碳化鎢粒度的均勻性變好而增大。
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四、矯頑磁力方面
矯頑磁力是指合金飽和磁化後完全退除磁性的反磁場強(qiáng)度;隨著碳化鎢顆粒尺寸的減小而增加,達(dá)到一個(gè)最大值後,反而隨著晶粒尺寸的減小而下降;隨著鈷含量的增加而減少;當(dāng)溫度升高至過燒時(shí),合金的矯頑力也會下降。矯頑磁力測試方法包括矯頑力計(jì)法、直流磁滯回綫儀法和衝擊法等。
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五、耐磨性方面
耐磨性是指材料抵抗機(jī)械磨損的能力,可用磨耗量或耐磨指數(shù)表示,測定方法包括失重法、尺寸變化側(cè)重法、表面形貌測定法和刻痕法等。一般來說,硬質(zhì)碳化物含量越高,合金的耐磨性越好。
六、熱硬性方面
熱硬性是指合金在較高溫度下,仍能保持較高硬度的性能。硬質(zhì)合金在900~1000℃下,硬度仍可以保持在60HRC左右。
七、韌性方面
韌性是指合金材料受到使其發(fā)生形變的力時(shí)對折斷的抵抗能力。硬質(zhì)合金的韌性主要由粘結(jié)相提供的。
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