硬化相是元素周期表中过渡金属的硬质合金
刀具材料硬质合金讲解
刀具材料硬质合金讲解硬质合金，又称硬质合金材料，是一种由钨碳化物（WC）为主体相和金属钴（Co）为粘结相的复合材料。
它的硬度高、耐磨性好，被广泛应用于切削工具、矿山工具、冲压模具以及其他领域。
硬质合金的制备工艺可以分为粉末冶金法和熔化法两种。
粉末冶金法是将金属钴和碳化物粉末按一定的比例混合，通过冷压成型、热压烧结等工艺得到坯体，然后进行加热处理，最终得到硬质合金制品。
熔化法则是将金属钴和碳化物的粉末合并熔化，然后通过流动法或者静态法进行冷却，将熔融液体凝固成坯体，再进行后续的热处理。
硬质合金材料的主要成分是钨碳化物，其具有极高的硬度和耐磨性。
钨碳化物是一种具有立方晶型的化合物，它的硬度仅次于金刚石，可达到1800-2200Hv，比普通的钢材硬度高出几十倍甚至几百倍。
钨碳化物的高硬度是由于其分子中的碳原子与钨原子的电子云结合较强，使得晶体中的键能增加，导致材料硬度提高。
此外，钨碳化物还具有良好的耐磨性和高温稳定性，可以在高温和恶劣条件下保持较好的性能。
金属钴是硬质合金材料的粘结相，其作用是将钨碳化物颗粒固定在一起，增加材料的韧性和机械强度。
金属钴具有较好的塑性和延展性，能够填充在钨碳化物颗粒之间形成胶结，形成一个整体的材料结构。
钴的比重较大，能够增加硬质合金的密度，提高材料的质量和强度。
硬质合金的性能不仅与材料成分有关，还与其微观结构和制备工艺有关。
一般来说，硬质合金的颗粒尺寸越细，颗粒分布均匀，材料的性能越优良。
制备工艺中，烧结温度、冷却速度、固溶处理等因素也会对硬质合金的性能产生影响。
硬质合金的主要应用是制造切削工具。
由于硬质合金具有高硬度和耐磨性，能够在高速、大负荷的切削条件下保持较好的切削性能，所以被广泛应用于钻头、铣刀、切割刀片等工具的制造。
此外，硬质合金还可以用来制造矿山工具，如岩钻、岩头等。
它的硬度使得这些工具能够在岩石或者土壤中进行高效的钻孔和破碎。
硬质合金还可以用于制造冲压模具，在高强度的冲压工艺中具有较好的耐磨性和抗变形性能。
硬质合金基本知识简介
硬质合金基本知识简介硬质合金基本知识简介一、硬质合金的基本知识1、硬质合金的定义：由难熔金属的硬质化合物和粘结金属通过粉末冶金工艺制成的一种合金材料。
2、硬质合金的特点：具有高硬度、耐磨、强度和韧度性较好、耐热、耐腐等系列优良性能。
3、硬质合金的用途：广泛应用于金属切削、拉伸、耐磨零件、冲压模具、地质矿山、量具、刃具、圆珠笔尖、军事上穿甲弹头。
4、硬质合金的分类：1）、WC-CO 2）、WC-CO-添加剂3）、WC-CO-TiC 4）、WC-Ni （无磁合金）5、硬质合金的组成元素：W 、WC、Co 、Ni6、硬质合金介于钢、陶瓷之间，与钢相比有以下特点：1）高的硬度、高的耐磨性，低的抗冲击性（决定了硬质合金的使用范围）2）高的抗压性、低的抗弯强度，易断裂3）热膨胀系数低只有钢的三分之一4）耐腐蚀、耐磨性5）高温稳定性二、硬质合金的几个重要指标（物理性能、化学性能、机械性能）1）、比重：Co上升，D下降 D ( density )2）、硬度：Co上升，HRA下降、粒径上升3）、抗弯强度：Co上升，抗弯强度上升4）、抗压强度：Co上升，抗压强度下降5）、冲击韧性：Co上升，冲击韧性上升；粒径大、韧性上升6）、娇顽磁力：与Co含量，晶粒度有关，娇顽磁力可以用来控制合金组织，是生产厂的一项内控指标7）、磁饱和：与Co含量有关，检测Co 含量或已知成分Co量是否存在非磁性8）、弹性模量：硬质合金的弹性模量大。
Co上升，弹性模量下降；晶粒度对弹性模量影响大9）、导热性：WC-Co有较高的导热性。
Co上升，导热率下降10）、热膨胀系数：Co含量的增大而增大，合金热膨胀系数比钢材低很多三判断硬质合金的缺陷1、制粉：1）混料：a、成分b、粒径；2）孔洞：大于40um孔洞为脏划孔（不合格产品）、小于40um孔洞为孔隙（合格产品）；3）脱碳：表现为银白色亮点；4）渗碳：石墨夹杂，表现为端口发暗，表面发黑2、成型：1）分层2）裂纹3）未压好：棱角尖锐的三角形、四角形孔洞3、烧结：1）起皮2）鼓泡3）孔洞4）组织不均匀5）变形6）裂纹7）黑心8）过烧9）欠烧Roblloy几种原材料的主要用途锻造模具用原材料：制造汽车产业和机械产业等主要产业所需要各种部材的模锻。
第三章 硬质合金钻进
脆性岩石破碎过程
• 将岩石看成纯粹脆性材料，其破碎表现为 剪切
• 钻进脆性岩石时，合金（切削具）以轴心压力C0 向下切入岩石，当合金与接触面的压强大于岩石 的抗压入强度时，则岩石发生脆性剪切，剪切体 向自由面崩出而呈现kok´破碎穴，如图 2-5所示。 • 当合金切入岩石h0深度后，在水平力Px的作用下， 产生水平剪切过程：首先将岩石块abc（图 2-6） 剪切掉，此时称为大剪切。当合金继续前进时， 合金刃尖前端不断产生小体积剪切，崩落出小体 积的岩屑；经过不断的小体积剪切后，合金刃前 与岩石接触面逐渐增大，直至又达到a´b´全面接 触时，然后又产生一次a´b´c´大剪切。
硬质合金钻进概念
• 硬质合金钻进是把不同几何形状和一定尺 寸的硬质合金块，按照一定要求镶嵌在钻 头体上，并按一定钻进规程破碎岩石而钻 孔的方法。
应用情况
• 硬质合金在岩心钻探中占有重要地位，我 国每年的钻探工作量，用硬质合金钻进法 完成的约占60%；在煤田地质勘探中约占 80%。
适用条件
• 硬质合金钻进，一般适用于可钻性为1～6 级及部分7～8级的岩石。钻孔直径为 35.5mm直至2000mm，常用的钻头直径为 75、91、110、130、150mm等规格。硬质 合金钻进可钻进任何角度的钻孔。
一般情况下，要求硬质合金具备以下性能：
• （一）硬度 一般岩心钻探用的硬质合金，其硬度应大于HRA50。 • （二）韧性 因钻进用的钻杆是弹性体，而所钻岩石又大都是非均质的， 故钻进时孔底载荷变化很大，所以要求合金的抗弯强度大 于1150MPa。 • （三）材料应成型，以便易于镶焊在钻头上。 • （四）应有一定的热硬性和导热性，以减少合金的磨损， 延长钻头的寿命。 • （五）硬质合金线膨胀系数比钢、铜小
硬质合金
1 硬质合金的概念硬质合金是以高硬度、耐高温、耐磨的难熔金属碳化物(WC、TiC、CrZC3等)为主要成分，用抗机械冲击和热冲击好的铁族金属(Co、Mo、Ni等)作粘结剂，经粉末冶金方法烧结而成的一种多相复合材料[1]。
硬质合金也是由难熔金属硬质化合物（硬质相）和粘结金属经粉末冶金方法制成的高硬度材料[2]。
难熔金属硬质化合物通常指元素周期表第IV、V、VI族中过渡元素的碳化物，氮化物，硼化物和硅化物。
硬质合金中广泛使用的是碳化物，主要是碳化钨和碳化钽。
这些碳化物的共同特点是：熔点高，硬度高，化学稳定性好，热稳定性好，常温下与粘结金属的相互溶解作用很小等。
粘结金属应当符合下列要求：硬质合金的工作温度(1000℃)下不会出现液相；能较好的润湿碳化物表面；在烧结温度下不与碳化物发生化学反应；本身的物理力学性能较好等。
铁族金属及其合金能不同程度地满足上述要求。
其中最好的是钴，其次是镍，铁很少单独使用。
钨钴类硬质合金它由WC和Co组成，代号为YG，相当于ISO的K类。
我国常用的牌号有YG3，YG3X，YG6，YG6X，YG8等。
代号后面的数字为该牌号合金含钴量的百分数，X为细晶粒组织，无X为中晶粒组织。
随含钴量增加，材料抗弯强度和冲击韧性增加，但硬度，耐热，耐磨性逐渐下降。
YG类硬质合金主要用于加工硬，脆的铸铁，有色金属和非金属材料。
一般不宜于加工钢料，因为切钢时切削温度比较高，容易产生粘结与扩散磨损而使刀具迅速钝化。
但细晶粒组织的这类合金可用于加工一些特殊硬铸铁，不锈钢，耐热合金，钛合金等材料，因这时切削力大并集中于切削刃附近易崩刃，而YG合金的强度，韧性较好，导热性也不错，能达到良好的效果。
在YG类合金中添加少量的TaC（NbC）时，可明显提高合金的硬度，耐磨性，耐热性而不降低韧性，如YG6A，YG8A，（YG813）等牌号[3]。
至今硬质合金经历了飞速的发展，从普通合金到亚微米级(0.5~1μm)晶粒合金，再到超细级(0.1~0.5μm)，以及至今的纳米级(≤0.1um)硬质合金。
智慧树答案金属材料学(山东联盟)知到课后答案章节测试2022年
第一章1.纯铁在850℃时为下列哪种类型晶格（）答案:体心立方2.合金元素在钢中的存在形式有哪几种（）答案:固溶体;强化相;游离态;非金属夹杂物3.碳化物稳定性高，意味着碳化物和固溶体（基体）之间不易在高温下因原子扩散作用而发生合金元素的再分配。
答案:对4.下列元素中能强烈阻止奥氏体晶粒长大的合金元素是（）答案:Ti、Zr、Nb、V5.珠光体转变过程中，下列元素原子扩散系数最大的是（）答案:C6.合金元素对贝氏体转变的影响是通过影响γ-α转变和碳原子的扩散而起作用。
答案:对第二章1.细化晶粒虽能提高金属的强度，但增大了金属的脆性。
答案:错2.某一中载齿轮决定用45钢制造，其最终热处理采用下列哪种方案为宜（）答案:调质后表面淬火3.合金调质钢的碳含量为（）答案:0.3%-0.5%4.下列哪些合金元素能够提高弹簧钢回火稳定性（）答案:Mo;Cr;Si;W5.热成型弹簧钢的最终热处理常采用（）答案:淬火+中温回火6.滚动轴承钢经正常淬火后，马氏体的含碳量小于钢的含碳量。
答案:对第三章1.高速钢是高碳高合金的莱氏体钢，碳含量一般在0.7-1.3，合金元素的总量达到了12%-30%。
答案:对2.高速钢反复锻造是为了打碎鱼骨状共晶莱氏体，使其均匀分布于基体中。
答案:对3.高速钢进行分级淬火的目的是（）答案:使工件内外温差较为均匀并减小工件与介质间的温差4.高速钢淬火后进行多次回火的主要目的是（）答案:消除残余奥氏体，使碳化物先分析出5.锻造是工具钢常采用的一种热加工工艺，其目的是为了（）答案:锻成一定形状和尺寸;消除缺陷，改善组织;破碎大块的碳化物6.对于高合金工具钢，如Cr12、Cr12MoV等，淬火至室温时将会保留更多的残余奥氏体，为了将残余奥氏体量控制在合适的范围，其唯一途径是进行冷处理。
答案:错第四章1.在耐热钢和高温合金中最佳利用晶界强化的思路一般是采用细化晶粒的措施。
答案:错2.提高钢热强性的方式主要包括（）答案:弥散相强化;强化晶界;强化基体3.珠光体热强钢中，铬、钼和钨能够强化铁素体基体，而且还能阻碍碳化物的聚集长大和石墨化。
硬质合金的原理及其应用
硬质合金的原理及其应用1. 硬质合金的定义硬质合金是一种由金属碳化物粒子（通常是钨碳化物或钛碳化物）均匀分布在金属基体中组成的复合材料。
硬质合金具有高硬度、高强度、良好的耐磨性和耐蚀性等特性，被广泛应用于工业领域。
2. 硬质合金的原理硬质合金的高硬度主要是由于钨碳化物和钛碳化物等金属碳化物的存在。
这些金属碳化物具有非常高的硬度，并且均匀分布在金属基体中，从而提高了整个材料的硬度。
硬质合金的制备一般是通过粉末冶金工艺进行的。
首先，将金属粉末和碳化物粉末按一定的比例混合均匀。
然后，将混合粉末放入高温炉中进行烧结，使金属粉末和碳化物粉末结合成硬质合金的形态。
3. 硬质合金的应用硬质合金由于其独特的性能，在工业领域有广泛的应用。
以下是一些常见的应用领域：3.1 切割工具硬质合金的高硬度和耐磨性使其成为理想的切割工具材料。
例如，硬质合金刀片被广泛应用于金属加工中的铣削、车削等工艺中。
由于硬质合金切削工具能够保持较长时间的锋利度，因此大大提高了加工效率和加工质量。
3.2 钻头和锯片硬质合金的硬度和耐磨性使其成为理想的钻头和锯片材料。
它们能够在处理硬质材料（如钢、混凝土等）时更好地保持锋利，并且具有较长的使用寿命。
因此，在建筑、制造和维修等行业中广泛使用。
3.3 磨料材料硬质合金中的金属碳化物具有高硬度和耐磨性，因此也常被用作磨料材料。
硬质合金颗粒可用于制造磨料砂轮、砂纸等磨料工具，用于金属和非金属材料的研磨和抛光。
3.4 刀具刀片硬质合金的高硬度和耐磨性使其成为制造各种类型刀具刀片的理想材料。
硬质合金刀具刀片被广泛应用于切削和加工不锈钢、合金钢、铸铁等材料的切削与抛光过程中。
由于硬质合金的耐磨性，刀具刀片能够保持较长时间的锋利度，减少更换刀片的频率，提高工作效率。
3.5 石油和天然气行业硬质合金广泛应用于石油和天然气行业，用于制造石油钻头和其他钻具。
由于硬质合金在高温和高压环境下具有出色的性能，因此它们能够承受严酷的钻探条件，并提高钻探效率。
钢结硬质合金中的硬质相
钢结硬质合金中的硬质相
中国大陆使用的硬质合金，即硬合金钢，是由铁基合金和非铁基合金组成的，并经过特殊的制备工艺而成。
它合金中的硬质相是一种硬质合金，它具有贴合性、耐磨性和高耐腐蚀性等优良性能，因此在工业制造中被大量使用。
硬质合金钢中的硬质相主要是钢基合金中的晶体相，它可分为硬化层和基体两部分。
硬化层由各种金属元素如碳、氮、铬和钼等组成的固态层构成，具有较高的抗磨损和耐腐蚀性，这就是所谓的“硬质相”；而基体就是普通钢铁，它含有较低的钢铁成分，因此具有较低的抗磨损和耐热性能。
硬质合金钢的性能取决于其中含有的金属元素种和金属元素在晶体中的分布情况，它也可以分为硬钢、模具钢以及耐磨钢三大类。
硬钢以耐磨性能和高硬度为主，主要用于制作刀具、金属切削工具及各种工具；模具钢的特点是硬度高，强度高，由于具备优异的冶炼性和制模性，常用于制造机械零配件、日常生活用品等；耐磨钢的优点是有较强的抗磨损性和耐化学腐蚀性，主要用于制作压力容器等耐磨件。
总之，硬质合金钢是一种具有众多优良性能的新型材料，它在工业制造中得到了广泛应用，其中硬质相的出现为合金中添加了一种新元素，使合金具有更好的性能。
硬质合金基础知识(“合金”相关文档)共58张
性能：硬质合金的主要性能指标有密度、抗弯强度、硬度、矫顽磁力、 钴磁等等。密度是硬质合金质量最基本的指标，它是其他各项性能的 基础。硬度与抗弯强度是硬质合金两项主要机械性能指标，直接影响 合金的使用效果。这三项性能就基本决定了硬质合金的综合品质，是 产品出厂的考核指标，也是用户最关注的指标，合理选用硬质合金的 重要依据。
三、刀具材料中常用的几种物质的作用：
WC—耐磨相，刀具材料的主成分；
Co—韧性相，随着Co含量的增加，合金的强韧性增加而硬度降 低；
TiC—硬质相，随着TiC含量的增加，合金的抗月牙洼磨损能力增强，但 合金的强韧性降低，合金的脆性增大；
TaC、NbC—硬质相，能明显提高合金的高温性能和耐磨性，加有TaC、
但在引进技术中认为这种“活化现象”对合金生产不利，它极易引起“夹粗”现象的发生，因而一般均不主张采用强化球磨与超时球磨的工艺方法生产 混合料。
25mmH[相类当于：60~淬25硬0目材筛网料]的（粒G子C占r8155%淬以上火，钢也就、是C说r混12合、料中T1粉2末A部等分）要少，于传15%统，牌混合号料宜平选均粒用度Y约M为112001μ、m。YM201、YS8、
⑤ 其他硬质合金：如Cr3C2基硬质合金，以Cr3C2为主成分， 以Ni或Ni-W等作粘结剂所组成的硬质合金，通常用作耐 磨耐腐蚀零件。
⑥
此外还有两类重要的刀具材料，一类是陶瓷材料，
包括氧化铝系（白陶）、氮化硅系和赛隆陶瓷
（Si3N4/Al2O3）。另一类是超硬材料，聚晶金刚石
2020年刀具材料粉末冶金硬质合金
作者：非成败作品编号：92032155GZ5702241547853215475102时间：2020.12.13工具钢耐磨工具钢工具钢（Tool steel），是用以制造切削刀具、量具、模具和耐磨工具的钢。
工具钢具有较高的硬度和在高温下能保持高硬度得红硬性，以及高的耐磨性和适当的韧性。
工具钢一般分为碳素工具钢、合金工具钢和高速工具钢。
碳素工具钢一、生产品种热轧棒材圆钢直径或方钢边长8mm-80mm锻制棒材圆钢直径或方钢边长50mm-150mm冷拉棒材圆钢直径8mm-40mm热轧钢板厚度0.7mm-15mm冷拉钢带厚度0.10mm-3.60mm冷拉钢丝圆钢丝直径0.050mm-16mm热轧扁钢厚度*宽度 3mm-30mm*（10、12、14、16、18、20、22、25、28、30、32、35、38、40、45、50、55、60、65、90、100、160）mm锻制扁钢厚度*宽度 10mm-65mm*（40、45、50、55、60、65、70、80、90、100、110、120、130、150、170、180、190、200）mm二、性能和用途T7、T7A 亚共析钢。
具有较好的塑、韧性和强度，以及一定的硬度，能承受震动和冲击负荷，但切削能力差。
用于制造承受冲击负荷不大，且要求具有适当硬度和耐磨性，及较好的韧性的工具，如锻模、凿子、锤、冲头、金属剪切刀、扩孔钻、钢印、木工工具、风动工具、机床顶尖、钳工工具、钻凿工具、较钝的外科医疗用具等。
T8、T8A 共析钢。
淬火加热时容易过热，变形也大，塑性和强度比较低，不宜制造承受较大冲击的工具，但经热处理后有较高的硬度和耐磨性。
用于制造切削刃口在工作时不变热的工具，如木工工具、风动工具、钳工工具、简单模具、铆钉冲模、中心孔铳和冲模、切削钢材用工具、轴承、刀具、铝锡合金压铸板和型芯，以及各类弹簧等。
T8Mn、T8MnA 共析钢。
具有较高的淬透性和硬度，但塑性和强度较低。
硬质合金与超硬工具材料分解
碳化钨的形成
碳化钨形成的总化学反应式是W+C=WC，钨粉碳 化过程是通过含碳的气体进行的。 影响碳化钨粒度的因素很多，主要是钨粉原始颗 粒的大小。一般地，钨粉颗粒越粗，所得到的碳 化钨的颗粒也较粗。钨粉的表面状态、混合料中 的碳含量对碳化钨的粒度也有一定的影响。而碳 化物度对碳化钨颗粒大小的影响并不显著。特别 是对于粗颗粒的钨粉，提高碳化物度几乎不能使 碳化钨的颗粒长大。
混合料的制均匀，并进一步磨细。 硬质合金成品的性能，很大程度上取决于混合料 的制备。 球磨机是制备混合料的主要设备。球磨的各项工 艺参数对混合料的质量有明显的影响。工艺参数 的选择包括：转速为接近60%的临界转速；加入 适量的液体介质（酒精、苯、丙酮等）；使用硬 质合金球，球的直径为5～10mm，球料比为2.5： 1～5：1，装球量为40%～60%；球磨时间为24～ 48小时，细晶硬质合金可增加到72小时或更长。
硬质合金 hardmetal;cemented carbide
由难熔金属的硬质化合物和粘结金属通过粉末冶金工艺制 成的一种合金材料。硬质合金具有硬度高、耐磨、强度和 韧性较好、耐热、耐腐蚀等一系列优良性能，特别是它的 高硬度和耐磨性，即使在500℃的温度下也基本保持不变， 在1000℃时仍有很高的硬度。硬质合金广泛用作刀具材料， 如车刀、铣刀、刨刀、钻头、镗刀等，用于切削铸铁、有 色金属、塑料、化纤、石墨、玻璃、石材和普通钢材，也 可以用来切削耐热钢、不锈钢、高锰钢、工具钢等难加工 的材料。现在新型硬质合金刀具的切削速度等于碳素钢的 数百倍。
4.2 WC硬质合金 4.2.1 WC与复式碳化物的制造 W+C→WC TiO2+3C→TiC+2CO WC-TiC 影响粒度的因素：温度、时间、余料粒度 4.2.2 WC基硬质合金的制造工艺与性能 生产工艺 WC + CO or → 湿磨 → 过滤 → 干燥 → 过筛 → 掺胶 WC、TiC+CO （汽油） 喷雾干燥 → 干燥 → 制粒 → 成型 → 脱脂预烧 → 烧脂 → 成品 加工
硬质合金各项参数之间的关系
硬质合金各项参数之间的关系硬质合金是一种重要的工程材料，其在工业制造、采矿、化工等领域中广泛应用。
硬质合金具有高硬度、耐磨性好、耐腐蚀性强等特点，因此在各行各业中受到青睐。
硬质合金的各项参数之间的关系是影响其性能的重要因素。
本文将重点探讨硬质合金的成分、微观结构、物理性能等参数之间的关系，希望能够对硬质合金的研究和应用提供一定的参考。
硬质合金的成分主要包括硬质物质和粘结相两部分。
硬质物质通常为碳化钨、碳化钴、碳化钛等，而粘结相通常为镍、铁、钴等金属。
硬质物质的含量对硬质合金的硬度、抗磨性等性能有重要影响。
一般来说，硬质物质含量越高，硬质合金的硬度和抗磨性就越好。
硬质物质含量过高也会导致硬质合金的脆性增加，从而影响其抗冲击性能。
硬质物质含量与硬质合金的硬度、抗磨性和抗冲击性之间存在着复杂的关系。
硬质合金的微观结构也对其性能有着重要的影响。
硬质合金通常由硬质物质颗粒和粘结相组成。
硬质物质颗粒的大小、形状、分布密度等参数都会影响硬质合金的硬度、韧性和断裂性能。
一般来说，颗粒尺寸越小，硬质合金的硬度和抗磨性就越好，但韧性相应降低。
而颗粒分布均匀则有利于提高硬质合金的韧性和抗冲击性。
硬质合金的微观结构参数之间也存在着一定的相互影响关系。
硬质合金的物理性能也受到多种因素的影响。
硬质合金的热膨胀系数、导热系数、电导率等物理参数与其成分、微观结构等有着一定的关联。
热膨胀系数和导热系数通常与硬质物质和粘结相的热物性有关，而电导率则与硬质合金的电导性能相关。
这些物理性能的参数之间也存在一定的相互关系，研究这些关系有助于深入理解硬质合金的物理性能特点。
硬质合金的各项参数之间存在着复杂的关系，这些关系涉及硬质物质含量、微观结构、物理性能等多个方面。
深入研究这些关系，有助于更好地理解硬质合金的性能特点，优化硬质合金的配方设计，提高其在工程领域的应用性能。
希望本文的探讨能够为相关研究和应用提供一定的借鉴。
工业的牙齿——硬质合金(1)
工业的牙齿——硬质合金(1)贾成厂;孙兰【摘要】硬质合金简介硬质合金是以高硬度难熔金属的碳化物(WC、TiC等)粉末为主要成分,以钴(Co)或镍(Ni)等金属为粘结剂,经烧结而成的粉末冶金材料.硬质合金是由硬化相与粘结金属两部分所组成:硬化相是元素周期表中过渡金属的碳化物,如WC、TiC、TaC,这些碳化物的熔点很高,都在2000℃以上,且硬度很高.碳化物相的存在决定了硬质合金具有极高硬度和耐磨性.粘结金属一般是钴和镍.【期刊名称】《金属世界》【年(卷),期】2011(000)004【总页数】3页(P7-9)【作者】贾成厂;孙兰【作者单位】北京科技大学材料科学与工程学院,北京100083;四川大学制造学院,四川成都610065【正文语种】中文硬质合金是以高硬度难熔金属的碳化物（WC、TiC等）粉末为主要成分，以钴（Co）或镍（Ni）等金属为粘结剂，经烧结而成的粉末冶金材料。
硬质合金是由硬化相与粘结金属两部分所组成：硬化相是元素周期表中过渡金属的碳化物，如WC、TiC、TaC，这些碳化物的熔点很高，都在2000℃以上，且硬度很高。
碳化物相的存在决定了硬质合金具有极高硬度和耐磨性。
粘结金属一般是钴和镍。
由于硬质合金的主要成分是碳化物，且由粘结相结合，其英文名称为CementedCarbide，也可以称为Hard Alloys。
硬质合金具有一系列优良性能，例如硬度、强度、韧性、耐磨、耐热性、耐腐蚀等，都很好，特别是其红硬性，即使是在1000℃下，硬度也很高，而且具有较高的抗弯强度。
硬质合金经常被称为“工业牙齿”，被广泛应用于机械、汽车、电子等多个领域。
可用作刀具材料，用于切削铸铁、耐热钢、不锈钢、高锰钢、工具钢、有色金属、玻璃、石材等。
硬质合金还可以用来制作采掘、凿岩、钻探等工具、测量量具、耐磨零件、汽缸衬里、喷嘴等。
20世纪30年代，德国科学家开发了一种新的合金，其成分为碳化钨粉末加上10%～20%的钴，合金的硬度仅次于金刚石，这就是世界上首创硬质合金。
硬质合金微观结构(1).概要
中间η 相
在WC-Co硬质合金中，W从WC晶粒上向ɤ相扩散的速度较慢。 η 相晶坯一般沿WC-ɤ相界并以WC晶粒表面为异质核心而成核。 η 相的形成消耗了ɤ相中的W和C溶质，促使与ɤ相毗邻的WC晶粒 向ɤ相中补充。 η 相的形成受ɤ液相流动的影响，呈密布小块状和长条形状。
中间相η析出对合金性能的影响
组织缺陷的成因
孔隙：由于各种原因残留在合金内部的气体造成的。 压坯中残留的氧化物在高温区被还原，生成气体外逸时，由于液相 表面张力的作用，往往形成边界较圆滑的孔隙。 如石蜡分散不均，且干燥温度偏高，将会形成硬壳粒子。其在低温 区不易充分分解，进入高温区后会分解成碳和氢，气体的急剧逸出也 会造成孔隙。 如体积较大的压坯烧结时，其中的橡胶成形剂未来得及充分裂化就 进入高温区，产生的气体急剧逸出，则易形成形状不规则的孔隙。 此外，外来杂质发生熔化、分解、挥发时，也会造成孔隙。
γ相晶粒度对合金性能的影响
γ相晶粒越细，合金的抗弯强度越高，且当钴含量越高时越明显，即γ相细化 强化机理。
粘结相晶粒度一定时，在低温条件下，WC越细，其蠕变强度越高。相比较， 高温下WC越细，其蠕变强度却越低。
无论WC晶粒度多大，在各种温度下合金的蠕变强度均随粘结相晶粒度增大 而提高。
中间相的形态：η相的形态和数量与烧结温度、含碳量等有关。当硬质合金 中含有TiC，NbC，TaC等碳化物，相中也不会溶有Ti、Nb、Ta。
中间相对合金性能的影响
η相本身是一种硬而脆的金属间化合物，且形状不好，多为针状，板条状 的粗大晶粒。所以它按粘结相中可以看作是结构上的弱点，容易造成应力集 中。相的存在常会使合金发生脆断，使用寿命下降。
从上式可见，缺陷越靠近跨距中心(△l越小)，或越靠近最大受张力面(△h越 小)，合金的抗弯强度越低。
YG8硬质合金冲裁模具开裂原因分析
YG8硬质合金冲裁模具开裂原因分析金林奎;欧海龙;邹文奇;杨宇飞;方曼婷【摘要】某YG8硬质合金冲裁模具在使用过程中发生早期开裂失效.通过宏观观察、硬度测试、扫描电镜及能谱分析、金相检验等方法,对冲裁模具的开裂原因进行了分析.结果表明:由于冲裁模具原材料保存不良,钨粉接触空气发生氧化,材料中产生大量脆性η相及网状裂纹,使材料的强、韧性指标急剧下降,导致冲裁模具在服役过程中无法承受工作应力,从而产生早期开裂失效.%The early cracking failure occurred to a blanking die of YG8 cemented carbide in the course of use. The cracking reasons of the blanking die were analyzed by macroscopic observation,hardness testing,scanning electron microscope and energy spectrum analysis,metallographic inspection and so on.The results show that:due to the poor preservation of the blanking die material,the tungsten powder contacted with the air and oxidized;as a result of that,there were a lot of brittleηphase and reticular cracks in the structure,and the indexes of the strength and toughness of the material drastically reduced;the blanking die couldn't bear the working stress during use,and the early cracking failure occurred.【期刊名称】《理化检验-物理分册》【年(卷),期】2017(053)011【总页数】4页(P844-847)【关键词】YG8硬质合金;冲裁模具;钨粉;氧化;脆性η相【作者】金林奎;欧海龙;邹文奇;杨宇飞;方曼婷【作者单位】广东省东莞市质量监督检测中心,东莞 523808;国家模具产品质量监督检验中心,东莞 523808;广东省东莞市质量监督检测中心,东莞 523808;国家模具产品质量监督检验中心,东莞 523808;广东省东莞市质量监督检测中心,东莞523808;国家模具产品质量监督检验中心,东莞 523808;广东省东莞市质量监督检测中心,东莞 523808;国家模具产品质量监督检验中心,东莞 523808;广东省东莞市质量监督检测中心,东莞 523808;国家模具产品质量监督检验中心,东莞 523808【正文语种】中文【中图分类】TG115.2某厂家一件YG8硬质合金冲裁模具在使用过程中发生早期开裂失效。
硬质合金练习题
硬质合金练习题硬质合金是一种具有高硬度和耐磨性的金属材料，广泛应用于机械加工、矿山开采、油田钻井等领域。
对于从事相关工作的人员来说，了解硬质合金的性能与应用是非常重要的。
以下是几道与硬质合金相关的练习题，帮助您巩固知识并提升技能。
题一：硬质合金的主要成分是什么？硬质合金的主要成分是金属碳化物和金属结合相。
其中金属碳化物通常为钨碳化物（WC）和钛碳化钛（TiC），金属结合相则多为钴（Co）或镍（Ni）合金。
题二：硬质合金的优点是什么？硬质合金具有以下优点：1. 高硬度：硬质合金的硬度通常可达到HRA80-94，甚至更高，远远超过普通钢材。
2. 耐磨性：硬质合金的硬度使其具有出色的耐磨性，能够长时间保持锐利的切削边缘。
3. 耐高温性：硬质合金具有较高的熔点和热稳定性，能够在高温环境下长时间工作。
4. 抗腐蚀性：硬质合金对一般酸、碱、油脂等化学介质具有良好的抗腐蚀性能。
题三：请举例说明硬质合金的应用领域。
硬质合金具有广泛的应用领域，以下是其中几个典型的应用领域：1. 机械加工：硬质合金可用于制造刀具、钻头、铣刀、车刀等，能够高效切削和加工各类材料。
2. 矿山开采：硬质合金可用于制造矿钻头、矿山刀具等，能够在恶劣的矿山环境下具有较长的使用寿命。
3. 油田钻井：硬质合金可用于制造油井钻头、钻杆等，能够在高温高压的油田环境下进行有效的钻探作业。
4. 制造业：硬质合金可用于制造模具、冷镦模具、切削刃具等，能够提高制造工艺的精度和效率。
5. 石材加工：硬质合金可用于制造石材切割刀具，能够高效切割各类石材。
题四：硬质合金的制备工艺有哪些？硬质合金的制备主要包括以下几个工艺步骤：1. 原料准备：根据所需硬质合金的成分，选择合适比例的金属粉末和碳化物粉末作为原料。
2. 混合：将金属粉末和碳化物粉末放入球磨罐中进行混合，以获得均匀的混合料。
3. 成型：将混合料压制成所需形状的坯体，一般采用等静压或注射成型等方法。
4. 烧结：将成型坯体置于高温炉中进行烧结，使金属粉末和碳化物粉末发生反应，生成金属碳化物和金属结合相。
72号化学元素
72号化学元素72 号化学元素，又称为钴（Cobalt），是一种过渡金属元素，原子序数为 27，位于元素周期表的第四周期第Ⅷ族。
钴元素在地球上的分布广泛，是生物体必需的微量元素，有着重要的生理功能。
本文将从钴的发现历程、命名、性质和应用前景四个方面进行介绍。
1.72 号化学元素的发现历程钴元素的发现可以追溯到 18 世纪末。
1797 年，瑞典化学家约翰·阿克塞尔·阿瑞尼乌斯（Johan Axel Arhén）在对一种产自瑞典的矿石进行研究时，发现了一种新的金属元素。
这种新元素被命名为“钴”，来自拉丁文“cobaltum”，意为“妖精”。
在接下来的几十年里，科学家们对钴的性质和应用进行了深入研究，逐渐揭示了它的本质。
2.72 号化学元素的命名钴元素的命名经历了一番波折。
最初，钴元素被认为是一种新的金属元素，但随着研究的深入，科学家们发现钴实际上是一种已知的金属元素。
在 19 世纪初，钴元素被正式命名为“钴”，并被广泛应用于各种领域。
3.72 号化学元素的性质钴元素的化学性质稳定，不易被氧化。
在常温下，钴是一种坚硬的银白色金属，具有良好的延展性和导热性。
钴的熔点较高，达到1495 摄氏度，沸点则达到 2870 摄氏度。
在化学反应中，钴可以形成多种氧化态，其中最常见的是 +2 价和 +3 价。
4.72 号化学元素的应用前景钴元素在许多领域都有广泛的应用。
在工业领域，钴是制造合金钢、硬质合金和耐磨材料的重要成分。
在化学领域，钴作为催化剂和催化剂载体，对许多化学反应具有重要作用。
在生物领域，钴是维生素 B12 的重要组成部分，对生物体的生长发育和神经系统功能具有重要作用。
此外，钴还是电池、磁性材料和色料等领域的关键元素。
总之，72 号化学元素钴具有丰富的性质和广泛的应用前景，对人类社会的发展和科学技术的进步具有重要意义。
x开头的化学元素
x开头的化学元素X开头的化学元素有多个，其中包括：锌（Zn）、铌（Nb）、锶（Sr）、锡（Sn）、钌（Ru）等。
下面将对这些元素进行详细解释。
1. 锌（Zn）：原子序数为30，具有金属性质。
它是地壳中较为常见的元素之一，以氧化锌矿的形式存在。
锌在化工、电子、制药等许多领域中都有重要应用。
例如，锌的合金可以用于电池、镀锌钢的防腐等。
2. 铌（Nb）：原子序数为41，是一种过渡金属。
铌是一种非常稳定的金属，在高温下仍然具有优异的力学性能，因此它被广泛应用在航天器、飞机发动机、核反应堆等高温环境中。
此外，铌在传感器、电容器等方面也具有重要作用。
3. 锶（Sr）：原子序数为38，是一种碱土金属。
锶是一种银白色金属，在自然界中主要以矿石的形式存在。
它具有一些特殊的性质，比如在火焰中燃烧时会发出红色火焰。
锶化合物被广泛应用于荧光材料、烟火和荧光屏等方面。
4. 锡（Sn）：原子序数为50，是一种主族金属。
锡是地壳中相对较丰富的元素之一，以方铅矿的形式存在。
它是一种低毒的金属，被广泛用于制造容器、食品罐、焊接材料等。
此外，锡也是合金中常用的添加剂之一。
5. 钌（Ru）：原子序数为44，是一种过渡金属。
钌是一种银灰色金属，具有高融点和抗腐蚀性能。
它在化学催化、电子器件、电化学方面有广泛应用。
钌还被用作珠宝和硬质合金的添加剂。
这些元素的性质和应用有一定的相似性，但也存在一些差异。
它们在周期表中的位置不同，因此它们的化学性质和反应性也有区别。
此外，它们在地壳中的丰度和分布也不尽相同。
总之，X开头的化学元素包括锌、铌、锶、锡和钌。
它们在人类社会中具有广泛的应用，为我们的生活和工业发展做出了重要贡献。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
硬化相是元素周期表中过渡金属的硬质合金
制造硬质合金时，选用的原料粉末粒度在1～2微米之间，且纯度很高。
原料按规定组成比例进行配料，加进酒精或其他介质在湿式球磨机中湿磨，使它们充分混合、粉碎，经干燥、过筛后加入蜡或胶等一类的成型剂，再经过干燥、过筛制得混合料。
然后，把混合料制粒、压型，加热到接近粘结金属熔点（1300～1500℃）的时候，硬化相与粘结金属便形成共晶合金。
经过冷却，硬化相分布在粘结金属组成的网格里，彼此紧密地联系在一起，形成一个牢固的整体。
硬质合金的硬度取决于硬化相含量和晶粒粒度，即硬化相含量越高、晶粒越细，则硬度也越大。
硬质合金的韧性由粘结金属决定，硬质合金粘结金属含量越高，抗弯强度越大。
硬化相是元素周期表中过渡金属的硬质合金，如碳化钨、碳化钛、碳化钽，它们的硬度很高，熔点都在2000℃以上，有的甚至超过4000℃。
另外，过渡金属的氮化物、硼化物、硅化物也有类似的特性，也可以充当硬质合金中的硬化相。
硬化相的存在决定了合金具有极高硬度和耐磨性。
硬质合金的碳含量低于其化学计量的碳含量，烧结时会再合金的内部形成脱碳的η相，脱碳相的形貌和含量对获取高性能的梯度结构硬质合金影响关键。
含η相的先驱体硬质合金通过渗碳工艺，使得碳从材料表面向内部扩散。
碳在扩散的同时又与η相反应生成额外的WC(碳化钨)和Co(钴)，并在材料由表及里形成结构梯度。
渗碳工艺在宏观梯度结构的形成过程中是非常重要的控制步骤。
从渗碳工艺本身而言，渗透温度、时间、渗碳量等都是影响组织演化的重要因素。
渗碳的方法很多，有气体渗碳、固体渗碳和液体渗碳。
对于宏观梯度结构硬质合金来说，采用固体渗碳是比较经济且简便易行的。
我们以固体渗碳方法制备梯度结构硬质合金具体工艺过程作为了解。