作為硬質(zhì)合金的一項(xiàng)重要力學(xué)性能指標(biāo)，硬度（Hardness/Stiffness）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)合金因具有較高的硬度（86～93HRA/69～81HRC），而深受航天、航空、航海、國防、軍工等領(lǐng)域的歡迎。但也正是由于這個(gè)特性，導(dǎo)致它很難制成形狀復(fù)雜的器具，因?yàn)榧庸r(shí)很容易斷裂。一般來說，硬質(zhì)合金的斷裂性能越好，硬度越低。
影響硬質(zhì)合金硬度的因素主要有以下幾個(gè)：化學(xué)成分，化學(xué)成分質(zhì)量（如純度、粒度等），合金內(nèi)部結(jié)構(gòu)，生產(chǎn)工藝和工作溫度。
中鎢在線硬質(zhì)合金條圖片
1.化學(xué)成分及其質(zhì)量
從概念上來看，硬質(zhì)合金是由硬質(zhì)相（如碳化鎢粉末、碳化鈦粉末、碳化鈮、碳化鉭等）和黏結(jié)相（如鈷粉、鎳粉、鐵粉等）共同組合成的一種高硬脆材料，其硬度會因?yàn)橛操|(zhì)相和黏結(jié)相的數(shù)量、種類和含量的不同而發(fā)生改變。
一般來說，硬質(zhì)化合物如碳化鎢粉末含量越高，合金的硬度越低，反之則越高，比如YG8合金的硬度不低于89.5HRA，YG15合金的硬度則不低于87HRA；但需要注意的是，當(dāng)硬質(zhì)相含量達(dá)到臨界值時(shí)，硬度會在一定范圍內(nèi)波動。注：YG類合金是指鎢鈷類硬質(zhì)合金，主要成分是碳化鎢和鈷，牌號由“YG”和平均含鈷量的百分?jǐn)?shù)組成，如YG6是指鈷平均含量為6%，其余為碳化鎢粉的合金。
YT15合金的硬度不低于91HRA，YG15合金的硬度不低于87HRA，這兩類合金都含有碳化鎢粉和鈷粉材料，但由于前者還含有碳化鈦粉末，合金的硬度就不同。注：YT類硬質(zhì)合金是指鎢鈦鈷類硬質(zhì)合金，主要成分是碳化鎢、碳化鈦和鈷，牌號由“YT”和碳化鈦平均含量組成，如YT15是指碳化鈦平均含量為15%，其余為碳化鎢粉和鈷粉的合金。
另外，碳含量不同，硬質(zhì)合金的硬度也不一樣。缺碳時(shí)，產(chǎn)生硬脆的η相，相當(dāng)鈷含量減小，并使碳化鎢晶粒細(xì)化，因而使合金的硬度升高；但嚴(yán)重缺碳時(shí)，η相過多硬度反而下降；過量的碳，會使合金產(chǎn)生軟相石墨夾雜，進(jìn)而大幅度降低硬度。
隨著鈷相平均自由程的增加，硬質(zhì)合金的硬度會減小。微粒的平均自由程是指微粒與其他微粒碰撞所通過的平均距離，用λ表示，單位為米。
當(dāng)原料及其配比相同時(shí)，碳化鎢粉末純度越高或顆粒尺寸越小，合金的硬度越大；反之硬度則越小。
2.內(nèi)部結(jié)構(gòu)
硬質(zhì)合金的結(jié)構(gòu)包括不均勻結(jié)構(gòu)和均勻結(jié)構(gòu)，其中不均勻結(jié)構(gòu)有包括蜂窩結(jié)構(gòu)、梯度結(jié)構(gòu)等。梯度結(jié)構(gòu)硬質(zhì)合金材料由于組織不均勻，其硬度分布也不一致：合金表層由于富碳化鎢顆粒，硬度較高；中間層富Co相，硬度較低；心部由于含有大量硬質(zhì)相，硬度又升高。
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3.生產(chǎn)工藝
硬質(zhì)合金的生產(chǎn)工藝主要包括粉末冶金工藝、注射成型技術(shù)或3D打印工藝。當(dāng)生產(chǎn)工藝或工藝參數(shù)不同，合金的硬度也會不一樣，主要因?yàn)樘蓟u粉末的顆粒大小和合金均受到生產(chǎn)溫度和時(shí)間等參數(shù)的影響。
4.后處理
燒結(jié)后處理方式包括熱處理，磨削和涂層。其中，熱處理中的滲碳處理是指為增加合金表層的含碳量和形成一定的碳濃度梯度，將合金在滲碳介質(zhì)中加熱并保溫使碳原子滲入表層的化學(xué)熱處理工藝。
滲碳處理后的合金擁有較高的表面硬度。研究表明，適當(dāng)?shù)奶岣邼B碳溫度和延長滲碳時(shí)間，都有利于鎢鈷類硬質(zhì)合金硬度的提高。但是，滲碳溫度過高或滲碳時(shí)間過長，則會使碳化鎢晶粒變大，進(jìn)而降低合金的硬度。此外，合金的芯部由于滲碳處理時(shí)溶解一析出機(jī)制的作用，碳化鎢晶粒也會出現(xiàn)輕微的長大。
5.工作溫度
在一定條件下，隨著工作溫度的升高，材料的硬度會越來越低，但當(dāng)?shù)竭_(dá)臨界點(diǎn)時(shí)，硬度波動范圍較小。一般而言，普通硬質(zhì)合金在500℃下硬度基本保持不變，在1000℃時(shí)仍有很高的硬度；低鈷晶粒合金在高溫下保有較高的硬度。
