硬质合金金相组织成分

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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。

硬质合金材料的微观结构分析

硬质合金材料的微观结构分析近年来，硬质合金材料在工业领域的应用日益广泛。

它以其独特的物理和化学特性，成为了众多行业中不可或缺的材料之一。

硬质合金材料的出现，推动了科技的进步，促进了社会的发展。

本文将对硬质合金材料的微观结构进行分析。

一、硬质合金材料介绍硬质合金材料是一种由碳化物、氮化物、金属和其他元素组成的组合材料。

这种材料具有硬度高、抗磨耗、耐腐蚀、耐高温等特点，因此，在机械制造、航空航天、地质矿业、汽车工业等领域被广泛应用。

硬质合金的制造工艺比较复杂，一般分为粉末冶金法、熔铸法和CVD（化学气相沉积）法等，而其中粉末冶金法是目前最为常用的。

二、硬质合金材料的微观结构1.碳化物颗粒硬质合金材料主要由碳化物颗粒和金属粉末组成。

碳化物颗粒是硬质合金材料的主体，是其具有高硬度的重要因素之一。

碳化物颗粒通常由钨、钛、钴、钼等元素组成，同时其中也包含少量的碳和氮。

2.金属粉末金属粉末作为硬质合金材料的辅助组成部分，其主要作用在于为碳化物颗粒提供保护。

此外，金属粉末也会影响到硬质合金材料的抗磨损性能和抗冲击性能。

金属粉末的种类主要包括钴、镍、铁、铬等。

3.结合剂结合剂也是硬质合金材料的一个重要组成部分。

结合剂为碳化物颗粒和金属粉末提供了粘着和结合的作用，从而形成整体的硬质合金材料。

结合剂的种类一般分为钨结合剂和钴结合剂，其中钴结合剂的使用更为广泛。

4.微观结构特点硬质合金材料的微观结构主要由三部分组成，即碳化物颗粒、金属粉末和结合剂。

硬质合金材料的微观结构复杂而丰富。

碳化物颗粒的大小和形状是影响硬质合金硬度和磨损性能的重要因素，通常来说，颗粒的大小越小，其硬度就越高。

金属粉末的粒度和形状则会影响到硬质合金材料的抗冲击性能。

而结合剂的种类和比例不同，会对硬质合金材料的化学成分、晶体结构和物理性能等方面产生不同程度的影响。

三、结语硬质合金材料是目前工业领域不可或缺的材料之一，其硬度高、抗磨耗、耐腐蚀、耐高温等优秀的特性，可以满足众多领域的需求。

金相分析

合金金相的的观测金相分析1.1.1金相（显微）组织钨钴类合金主要以WC（碳化钨）粉和Co粉烧结而成，其显微组织通常由两种组成，为WC相和Co相。

WC相是固溶体，用碱性试剂侵蚀皇后WC相的轮廓十分明显。

Co相是WC相溶于Co内的固溶体，抛光态未侵蚀时，呈白亮色，镶嵌于WC相之间，经酸性试剂侵蚀后呈黑色，在合金中起粘结WC相的作用，因此也叫粘结相。

随着Co含量的增加，Co相亦相应增多。

若在此类合金中加入少量TaC（NbC）及微量VC以细化晶粒和提高硬度，在组织中能观察到少量浅黄色的TaC-WC相、微红色的NbC-WC相和赤红色的VC相。

1.1.2金相检测过程⒈试样制备。

硬质合金试样的制备与一般钢材试样不同。

因合金表面与中心的孔隙和组织均存在较大的差异，试样的截取只能采用线切割，或用锤子击碎取其断面。

主要有手工磨抛和机械磨抛两种方法。

⒉抛光态检验项目⑴孔隙。

边界清晰的黑色圆形小孔称为孔隙。

孔隙能降低合金的强度和耐磨性，数量越多，对性能影响越大。

孔隙度是指显微镜机场内孔隙所占面积的百分数。

抛光后未经侵蚀的试样在显微镜下放大100倍进行检查。

如发现试样抛光面上孔隙较多，应注意是否有假象。

应去除抛光面上脏物和未磨抛好的黑点，这样才能保证检测的准确性。

⑵石墨。

硬质合金中的石墨又称非化合碳。

多数是由于含碳量过高而过剩的，其形态呈巢状、点状，一般均细小。

未经侵蚀的试样在放大100倍下观察，选取石墨含量最多的视场与石墨标准图片比较评定。

标准图片共分4级，每级都用含量体积分数表示。

⒊组织显示及检验显示硬质合金的显微组织有两种方法：一种是化学试剂侵蚀法；另一种是空气炉中加热氧化着色法。

这两种方法均能清晰地显示合金中的各种组成相。

⑴化学侵蚀剂：a试剂：新配50g/L氢氧化钾（）和50g/L铁氰化钾水溶液等体积混合液；b试剂：新配200g/L氢氧化钾和200g/L铁氰化钾水溶液等体积混合液；c试剂：饱和的三氯化铁盐酸溶液。

硬质合金牌号成分标准

硬质合金牌号成分标准
首先，硬质合金的主要成分包括碳化钨、钴、钛、钼等。

其中，碳化钨是硬质合金的主要成分，其含量通常在70%以上。

碳化钨具有极高的硬度和耐磨性，是硬质合金具有优异性能的关键成分。

而钴的作用则是增加硬质合金的韧性和强度，提高其加工性能和耐冲击性。

钛和钼的加入可以提高硬质合金的耐腐蚀性能，使其在恶劣环境下仍能保持稳定的性能。

其次，硬质合金的成分标准在不同的行业和应用中有所差异。

比如，用于机械加工的硬质合金通常要求硬度高、耐磨性好，因此碳化钨和钴的含量会相对较高；而用于石油钻探的硬质合金则需要具有较好的耐腐蚀性能，因此钛和钼的含量会相对较高。

因此，针对不同的应用，硬质合金的成分标准也会有所不同。

此外，硬质合金的成分标准还受到生产工艺、设备条件、成本控制等因素的影响。

在生产工艺方面，采用不同的制备方法和烧结工艺，可以调控硬质合金的微观结构和性能，从而影响其成分标准。

在设备条件和成本控制方面，生产企业需要根据自身的实际情况，合理调整硬质合金的成分标准，以实现性能和成本的平衡。

综上所述，硬质合金牌号成分标准是影响硬质合金性能和应用的重要因素。

了解硬质合金的成分标准，可以帮助生产企业选择合适的硬质合金材料，满足不同领域的需求。

同时，科研人员也可以根据硬质合金的成分标准，开展相关的材料设计和工艺优化研究，推动硬质合金材料的发展和应用。

希望本文对硬质合金牌号成分标准有所帮助，谢谢阅读！。

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（硬质合金）是一种由碳化物、氮化物、钨钼钴硫化钒等粉末冶金材料制成的高硬度、高强度、耐磨损、耐腐蚀的金属材料。

硬质合金广泛应用于切割工具、矿山工具、石油钻采工具、冲压模具等领域。

硬质合金的性能参数之间存在着复杂的关系，下面将详细介绍硬质合金各项参数之间的关系。

硬质合金的主要成分是钨碳化物（WC）和钴（Co），其它成分包括钼、铬、铌、钒等金属，这些成分的含量、配比和相互作用对硬质合金的性能具有重要影响。

硬质合金中钨碳化物的含量越高，硬度越大，但脆性也相应增大，而钴的含量增加可以提高合金的韧性和冲击强度，但硬度会降低。

合金成分的选择和比例设计是决定硬质合金性能的关键因素之一。

硬质合金的显微组织结构对其性能也有很大影响。

碳化物颗粒尺寸、分布均匀性和结合相之间的结合强度等因素都会对硬质合金的硬度、韧性、耐磨性等性能产生影响。

硬质合金的显微组织通常包括主要相（如WC）和结合相（如Co），主要相颗粒尺寸的大小和分布均匀性对硬质合金的硬度和耐磨性有显著影响。

而结合相的含量和性能对合金的韧性和冲击强度有重要作用。

优化硬质合金的显微组织结构是提高其性能的有效途径之一。

硬质合金的加工工艺对其性能也有重要影响。

比如粉末制备工艺、烧结工艺、热处理工艺等都会对硬质合金的组织结构和性能产生重要影响。

合理的烧结工艺可以有效控制合金的孔隙率和气密性，提高合金的硬度和抗变形能力。

而优化的热处理工艺可以有效改善硬质合金的组织结构，提高其耐磨性和韧性。

加工工艺的优化对硬质合金的性能提升具有重要意义。

硬质合金的各项参数之间存在着复杂的关系，包括成分配比、显微组织结构和加工工艺。

合理设计和控制这些参数，对提高硬质合金的性能具有重要意义。

在今后的研究和生产中，需要重点关注这些参数之间的关系，并通过优化设计和加工工艺来提高硬质合金的性能，以满足不同领域对硬质合金材料的需求。

硬质合金基础知识.

涂层硬质合金：在合金表面上沉积一层TiC、TiN、 TiB2、ZrN、CrN、AI2O3、TiCN、B4C、SiC、BN、 TiAIN、金刚石等物质，使工具的使用性能成倍提高。
③
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④ 钢结硬质合金：主要成分是钢，而以TiC或WC作硬质
相组成的一类硬质合金。其显著特点是可热处理与机加工，是界于工具钢和硬质合金之间的一类中间合金。
M类：奥氏体/铁素体/马氏体不锈钢（如1Cr18Ni9Ti、0Cr19Ni、1Cr17Mo、
0Cr13Al、3Cr13、7Cr17、1Cr18Ni11Si4AlTi、0Cr26Ni5Mo2）、铸钢、锰钢（40Mn18Cr3、50Mn18Cr4等）、合金钢（含有Ni、Si、Co、Al、Cr、 W、Mo、V、Ti、Nb等合金元素的碳素钢）、合金铸铁、可锻铸铁、易切钢（Y12、Y15、Y30、Y40Mn等），切削牌号选择W—Co—Ti—Ta（Nb）类合金，如YW1、YW2、YW3、YS8、YS25、YM101、YM201、YM301、 YC201等；
S类：耐热优质合金即高温合金（Fe基、Fe—Ni基、Ni基、Co基、Ti基合金，
如GH1015、GH2036、GH3128、GH4033、K211、K406、K640、TA2、 TA8、TB1、TB2、TC1~TC6等），除Ti基高温合金外，一般可选用W— Co—Ti—Ta（Nb）类或W—Co类合金，如YS8、YM201、YM301、YG6X、 YG8、YW2、YW3、YD201等；而Ti基高温合金应选用不含Ti的W—Co类合金，如YG8、YG6X、YG8N、YG6A，理想情况是采用超细晶合金牌号。
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对W—Co—Ti类合金，YT5、YT14、YT15、YT30、YT05等，牌号中的数字表示Ti的大致含量。YT5，Ti含量为5%；YT14， Ti含量11.3；YT15，Ti含量12.7；YT30，Ti含量22.5。W—Co 类合金，YG3、YG3X、YG6、YG6X、YG6A、YG8、YG8N等，数字表示Co含量，YG3，Co是3%，其余类推，X表示细颗粒， A表示加了TaC，N表示加了NbC。对W—Co—Ti—Ta（Nb）类合金，YW1、YW2、YW3、YS25、YS8等，这些牌号没有规律可循，只能靠记忆。新的命名法则是根据牌号的加工范围来命名的，所以，牌号的选择相对简单，如P类加工，用YC10、YC101、YC201、 YC301、YC35、YC45等，字母Y表示硬质合金，C表示长切屑，数字表示加工范围，一般以前面两位数字表示，“10”表示精加工，“20”表示半精加工，“30”表示粗加工，“35”“45”重载粗加工。M类加工，用YM101、YM201、YM301命名，K类加工，用YD101、YD201、YD301命名，其字母和数字表示的意义同P 18-Jan-19 类牌号的命名。

硬质合金材料

硬质合金材料
硬质合金材料，是一种由金属和非金属元素组成的材料，具有硬度高、抗磨损、抗腐蚀等优点，广泛应用于机械制造、石油化工、地质勘探等领域。

硬质合金材料的主要成分是金属钨和钴。

钨是一种具有高熔点和高硬度的金属，常用于制作钨钢、电极等。

而钴是一种韧性良好的金属，具有良好的耐腐蚀性和高温性能。

将钨和钴按一定比例混合后，经过高温烧结、冷却等工艺，形成具有均匀组织和高硬度的硬质合金。

硬质合金材料具有以下优点：
首先，硬度高。

硬质合金的硬度比大多数金属和合金都高，能够达到HRA90以上，甚至高达HRA95以上。

因此，硬质合金制成的工具和刀具具有很强的抗磨损性能，能够在恶劣环境下长时间使用，延长使用寿命。

其次，抗腐蚀性能好。

硬质合金具有良好的耐腐蚀性能，能够抵抗酸、碱等化学物质的腐蚀，不易生锈。

因此，硬质合金制成的零件和工具可以在腐蚀环境下使用，提高了使用寿命。

再次，热稳定性好。

硬质合金具有良好的高温稳定性，能够在高温下保持硬度和强度。

这使得硬质合金在高温工艺中得到广泛应用，如金属切削、热喷涂等领域。

此外，硬质合金还具有良好的导热性和导电性能，能够高效吸
收和释放热量，提高工具和刀具的散热性能，避免因高温而导致的变形和损坏。

总之，硬质合金材料具有硬度高、抗磨损、抗腐蚀等优点，是一种性能优良的材料。

在机械制造、石油化工、地质勘探等领域得到广泛应用，不仅改进了工具和设备的性能，提高了生产效益，而且减少了资源的消耗和环境的污染，具有重要的经济和社会意义。

硬质合金显微组织的金相测定第3部分TiCN和WC立方

《硬质合金显微组织的金相测定第3部分：Ti（C,N）和WC立方碳化物基硬质合金显微组织的金相测定》国家标准编制说明一、工作简况1.1任务来源根据国家标准化管理委员会《国家标准委关于下达2018年第二批国家标准制修订计划的通知》（国标委综合[2018]41号）文及全国有色金属标准化技术委员会《关于转发2019年第一批有色金属国家、行业、协会标准制（修）订项目计划的通知》（有色标委［2019］10号）文的要求，由厦门金鹭特种合金有限公司负责修订国家标准《第3部分：Ti（C,N）和WC/立方结构碳化物类硬质合金的显微组织结构的金相测定》，该项目编号为20184704-T-610。

按计划要求，本部分完成时间为2020年。

1.2《硬质合金显微组织的金相测定第3部分：Ti（C,N）和WC/立方结构碳化物类硬质合金的显微组织结构的金相测定》简介硬质合金的显微组织的金相测定是判断硬质合金内部质量好坏的关键指标之一。

本部分规定了仅使用光学或电子显微镜来测定Ti(C,N)类硬质合金和包含其他立方相的WC/Co类硬质合金显微结构的金相测定方法。

此方法主要用于烧结后的硬质合金（烧结碳化物硬质合金或金属陶瓷），此种合金的主要硬质相为无机碳化物和氮化物。

此方法使用截线法来测定晶粒的尺寸和分布。

GB/T 3488《硬质合金显微组织的金相测定》分为四个部分：——第1部分：金相照片和描述；——第2部分：WC晶粒尺寸的测量；——第3部分：Ti（C,N）和WC/立方结构碳化物类硬质合金的显微组织结构的金相测定；——第4部分：孔隙度、渗碳相和η相组成的描述。

本部分为GB/T 3488的第3部分，本部分使用翻译法等同采用ISO 4499-3：2016 《硬质合金显微结构的金相测定第3部分：Ti（N,C）、WC/立方碳化物类硬质合金显微结构的金相测定》。

本部分为新增的全新内容，很好得补充了老标准的不足之处，且对统一行业内检测方法和判断方法将起着重要的指导作用，对我国总体硬质合金质量的提高有一定的帮助。

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。

硬质合金金相实验方法及实验结果

硬质合金金相实验方法及实验结果硬质合金是一种金属陶瓷材料，主要由WC-Co或WC-TiC-Co合金组成。

它具有高熔点、高硬度、高耐磨性和比高速钢更高的热硬性等特点，可以在金属切削中代替一般钢制刀具，使用寿命也比钢制品高得多。

硬质合金主要用于制造切削刀具刀头、各种模具、轧棍、矿山及石油钻探工具等。

硬质合金的低倍组织应均匀一致，不允许有黑心、气孔、分层、裂纹及脏污等缺陷。

高倍组织主要观察硬质合金中各相的组成、晶粒的大小、分布情况等，允许有个别粗大的碳化钨相晶粒存在，但不允许有大量堆积或普遍晶粒长大现象。

硬质合金金相试样的制备方法与一般钢铁试样不同。

一般取制品的折断面或者剖面作为金相试样的磨面，若无法破坏和折断，则可取比较有代表性的表面进行检查。

试样制备包括取样和磨制、抛光等步骤。

磨制时要均匀用力，并随时观察，抛光时需使用金刚石粉末和水。

总之，硬质合金的制造和应用已经得到广泛的研究和应用，其性能和用途也得到了不断扩大和深入的探索。

在制造和检测过程中，要注意组织和缺陷的要求，采取适当的制备和检验方法。

温时间过长导致的，需要在制备过程中加强控制。

为了得到光滑的试样表面，我们使用经过研磨的样品，使用细小的小号金刚石粉末进行抛光。

我们使用与研磨相同的抛光布，并确保其清洁。

将小号金刚石粉末均匀涂抹在半径为5cm的圆周上，使用相同的方法进行抛光，直到研磨面非常光亮。

使用100倍物镜的金相显微镜观察，当看到浅黄色的平面且几乎没有划痕或者划痕非常浅的时候，说明抛光成功。

如果划痕很明显，则说明抛光失败，需要继续抛光直到达到成功的标准。

在显微镜下放大100倍观察未经腐蚀的试样，以鉴定孔隙、石墨、污垢和其他缺陷。

我们可以根据分布参考图进行直接对比评定或拍照评定。

使用化学试剂侵蚀或者氧化着色法来显示显微组织。

本实验使用新配的20%铁氰化钾和20%氢氧化钾水溶液的混合液进行腐蚀，腐蚀时间大约为30-60秒，视腐蚀情况而定。

一般磨面用肉眼所见显示为青灰色即基本腐蚀好。

硬质合金材料分析

硬质合金材料分析硬质合金是一种由金属碳化物、金属硬质相和金属粘结相组成的坚硬材料。

它具有优异的硬度、韧性和耐磨性，常被用于制造刀具、石油钻头、高速铣刀等工具。

本文将对硬质合金的组成、制备方法及其应用领域进行详细的分析。

硬质合金的主要组成是金属碳化物、金属硬质相和金属粘结相。

金属碳化物是硬质合金的主要成分，常用的有钨碳化物、钛碳化物、钽碳化物等。

金属硬质相是硬质合金中提供硬度的主要相，常见的有钨、钼、钛等。

金属粘结相则用于将金属碳化物和金属硬质相粘结在一起，常用的有镍、镍钴合金等。

这三个组成部分的比例和选择决定了硬质合金的性能。

硬质合金的制备方法有喷射结晶法、烧结法和钎焊法等。

喷射结晶法是将高温高压下的金属和碳化物原料喷射到基体上，形成合金涂层。

烧结法是将金属粉末和碳化物粉末混合后，经过高温高压处理，使其烧结成整体。

钎焊法是使用金属粘结剂将金属碳化物和金属硬质相钎焊在一起。

不同的制备方法会影响硬质合金的组织结构和性能。

硬质合金具有优良的硬度、耐磨性和韧性，因此在切削加工、冲击挤压和磨损等领域有广泛的应用。

在切削加工领域，硬质合金被用于制造刀具，可以实现高速高效的切削加工。

在石油钻井领域，硬质合金被用于制造钻头，可以抵抗高温高压环境下的磨损和腐蚀。

在高速铣刀等工具中，硬质合金的高硬度和耐磨性能使其能够快速去除材料。

然而，硬质合金也存在一些问题。

首先，由于硬质合金中的金属碳化物和金属硬质相的硬度过高，加工难度较大。

其次，硬质合金的加工过程中可能会生成粉尘，对工人的身体健康产生一定的影响。

此外，硬质合金的价格相对较高，限制了其广泛的应用范围。

综上所述，硬质合金是一种由金属碳化物、金属硬质相和金属粘结相组成的材料。

它具有优异的硬度、韧性和耐磨性，在切削加工、石油钻井和高速铣刀等领域有广泛的应用。

但是，硬质合金的制备难度较大，加工过程中可能会产生粉尘，价格也相对较高。

未来，可以探索新的制备方法和改进工艺，以提高硬质合金的性能和降低成本，促进其更广泛的应用。

硬质合金的概念

硬质合金的概念硬质合金是一种由金属和非金属粉末经过高温烧结而形成的新型材料，它具有高硬度、高抗磨、高抗腐蚀、高耐热和高抗压等特点。

硬质合金的硬度通常比工具钢高出10倍以上，可以用来制造切削工具、冲头、模具等高强度、高耐磨的零件，广泛应用于机械制造、石油、冶金、采矿、建筑等行业。

硬质合金的主要成分是金属粉末和非金属粉末。

金属粉末通常选择钨（W）、钴（Co）、镍（Ni）、铁（Fe）等，用于提高硬质合金的硬度、韧性和耐磨性；非金属粉末通常包括碳化物、氮化物、硼化物等，用于提高硬质合金的硬度和抗磨性能。

硬质合金的制备过程主要包括原料制备、混合、压制和烧结四个步骤。

首先，金属粉末和非金属粉末按一定比例混合，以获得所需的成分和性能。

然后，将混合好的粉末放入压力机中进行压制，通常采用冷压、等静压或热压等方式，以使粉末形成块状。

最后，将压制好的块状物料放入高温烧结炉中，进行高温处理，使粉末颗粒间相互扩散、熔融和结合，最终形成密度高、结构致密的硬质合金材料。

硬质合金的硬度主要来自于非金属成分中的碳化物、氮化物和硼化物的硬质颗粒。

这些硬质颗粒分散在金属基体中，能够阻止位错移动，增加材料的硬度和抗磨性。

而金属基体则能够提供材料的韧性和抗冲击性能。

硬质合金既具有金属的韧性和抗冲击性，又具有非金属硬质颗粒的硬度和抗磨性，因此具备了优异的综合性能。

硬质合金的应用十分广泛。

在机械制造领域，硬质合金常被用于制造切削工具，如铣刀、钻头、刨刀、滚刀等，能够在高速切削和大负荷下保持较长的使用寿命和较高的切削效率。

在石油行业，硬质合金常被用于制造石油钻头，能够在坚硬的地层中进行高效率的钻探。

在冶金和采矿行业，硬质合金常被用于制造破碎机的刀片、研磨机的磨料、抽水泵的叶轮等耐磨件，能够在恶劣的工作环境下耐受高压、高温和高磨损。

在建筑行业，硬质合金常被用于制造混凝土钻头和切割刀片，能够在处理混凝土和石材时具备较高的耐磨性和切削效率。

总之，硬质合金是一种具有高硬度、高抗磨、高抗腐蚀、高耐热和高抗压等特点的新型材料。

No.6-金相分析技术-硬质合金

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金相显微镜性能指标
放大倍数、数值孔径、鉴别率之间的关系在常用光线的波长范围内，
M 500 A ~ 1000 A
所以，显微镜的放大倍数M与物镜的数值孔径之间存在一定关系，其范围称有效放大倍数范围。在选用物镜时，必须使显微镜的放大倍数在该物镜数值孔径的500倍至1000倍之间。若 M 500 A ，则未能充分发挥物镜的鉴别率。若 M 1000 A ，则由于物镜鉴别率不足而形成“虚伪放大“，细微部分仍分辨不清。
金相样品制备—
化学抛光
依靠化学试剂对试样表面不均匀溶解，逐渐得到光亮表面的结果。
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试样磨面上磨痕变化情况
16
金相样品制备——浸蚀
目的：显示真实，清晰的组织结构方法：
化学浸蚀电解浸蚀特殊方法：着色、阴极真空浸蚀等
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金相显微镜
正置式——便于选取视场
分类
倒置式——方便，样品底部要求不高体式显微镜——断口宏观检验
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硬质合金的取样
常规样品大制品
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硬质合金金相制样
第一步：镶嵌
– 夹持 – 硫磺或低熔点金属 – 电玉粉或树脂
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硬质合金金相制样
第二步：磨削和抛光，得到无划痕的镜状磨面。
– 粉末冶金制品，去皮0.5mm。规定磨削深度不小于 1.0mm。硬质合金磨削特点是硬度高韧性小，因此难以磨削但不容易产生划痕。 – 传统工艺
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宏观孔洞形态（100X)
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3、非化合碳（石墨）的测定：石墨有几种类型但主要为点状石墨和巢状石墨。石墨的分级：C00、C02、C04、C06、C08 相对应的百分含量为： C00 C02—0.2（小于） C04—0.5 C06—1.0 C08—1.5

硬质合金的基体的组成部分

硬质合金的基体的组成部分南宫市世纪硬质合金厂粘结金属一般是铁族金属，常用的是钴和镍。

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，粘结金属含量越高，抗弯强度越大。

1923年，德国的施勒特尔往碳化钨粉末中加进10％~20％的钴做粘结剂，发明了碳化钨和钴的新合金，硬度仅次于金刚石，这是世界上人工制成的第一种硬质合金。

用这种合金制成的刀具切削钢材时，刀刃会很快磨损，甚至刃口崩裂。

1929年美国的施瓦茨科夫在原有成分中加进了一定量的碳化钨和碳化钛的复式碳化物，改善了刀具切削钢材的性能。

这是硬质合金发展史上的又一成就。

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。

硬质合金还可用来制作凿岩工具、采掘工具、钻探工具、测量量具、耐磨零件、金属磨具、汽缸衬里、精密轴承、喷嘴等。

近二十年来，涂层硬质合金也问世了。

1969年瑞典研制成功了碳化钛徐层刀具，刀具的基体是钨钛钴硬质合金或钨钴硬质合金，表面碳化钛涂层的厚度不过几微米，但是与同牌号的合金刀具相比，使用寿命延长了3倍，切削速度提高25％~50％。

常用的硬质合金成分

碳化钨含量较高，粘结剂含量较低时，其硬度较高，抗弯强度则较低；
因而，YG3则适于精加工；反之YG15能承受较大的冲击载荷，适用于粗加工。 YG6 94.0 - - 6 适于铸铁、有色金属及其合金、非金属材料连续切削时的粗车，间断切削时的半精车、精车 YG8C 92.0 - - 8 适于冲击回转凿岩机凿坚硬岩石，含坚硬夹石的切煤机齿、油井钻头、钻进坚硬岩石的冲击式钻头、冲压模具、刨刀和插刀等 YG15 85 - - 15 适于冲击回转凿岩机凿坚硬、极坚硬岩石，在较大应力下工作的穿孔及冲压工具钨钛类合金 YT5 85 5 - 10 适于碳钢、合金钢、锻件、冲压件、铸件的表皮加工，不平整断面、间断切削时的粗车、粗刨、半精刨。粗铣、钻孔等加人碳化钛，提高了硬度和耐热性。
含碳化钛越多，钴越少，则合金的硬度、耐磨性和耐热性越好，而抗弯强度就越差。因此YT30用于精加工，而YT15适用于粗加工。 YT15 79 15 - 6 适于碳钢。合金钢连续切削时半精车、精车，间断切削时小断面精车，连续面半精铣、精铣、孔精扩、粗扩等 YT30 66 30 - 4 适于碳钢、合金钢精加工，如小断面精车、精镗、精扩等通用合金 YW1 84～85 6 3～4 6 适于耐热钢、高锰钢、不锈钢等难加工钢材的精加工，及一般钢材、普通铸铁、有色金属的精加工加人碳化钽，显著提高了合金的硬度、耐磨性、耐热性及抗氧化的能力。可铸铁、耐热钢、高锰钢、高级合金钢等难加工的材料和有色金属。 YW2 82～83 6 3～4 8 适于耐热钢、高锰钢、不锈钢、高级合金钢等难加工钢材的半精加工，及一般钢材、普通铸铁、有色金属的半精加工 (5)钢结硬质合金
常用硬质合金的牌号、成分、性能与应用（见下表）类别牌号化学成分Ｗ/% 性能适用范围 WC TiC TaC Co 钨钴类合金 YG3X 96.5 - ＜0.5 3 适于铸铁、有色金属及其合金的精镗、精车等，亦可用于合金钢、淬火钢及钨、钼材料的精加工 ?

硬质合金η相金相形貌

硬质合金η相金相形貌
王元瑞
(上海材料研究所检测中心 200437)
材料：YG10圆棒
处理情况：挤压→脱脂→烧结→加压
浸蚀剂：新配20%铁氰化钾和20%氢氧化钾水溶液，浅浸蚀5s
图1 放大倍数：100× 图2 放大倍数：1000×
组织说明：显微η相，显微镜下观察呈红褐色。

图3 放大倍数：100× 图4 放大倍数：1500×组织说明：点状η相，显微镜下观察呈红褐色，为一种贫碳或称为脱碳相，性脆且硬。

图5 放大倍数：100× 图6 放大倍数：50×
图7为图6中η相放大放大倍数：200× 图8为图6中η相放大放大倍数：500×
组织说明：图中出现两部分η相，密布小块状η相出现在圆棒的表面，此系原始W粉已氧化，经混粉时碳含量配比未达到规定要求，烧结时出现η相。

稍向里W粉局部氧化，使η相呈深色长条形和星形，表面原始W粉已经氧化严重、混粉，烧结时缺碳严重，以致形成这种严重的η相缺陷。

硬质合金

在 YG类硬质合金的基础上添加 TaC(NbC),提高了常温、高温硬度与强度、抗热冲击性和耐磨性，可用于加工铸铁和不锈钢。
（ 4）钨钛钽钴类（ WC+TiC+TaC+Co） )硬质合金 (YW)
在 YT类硬质合金的基础上添加 TaC(NbC),提高了抗弯强度、冲击韧性、高温硬度、抗氧能力和耐磨性。既可以加工钢，又可加工铸铁及有色金属。因此常称为通用硬质合金（又称为万能硬质合金）。目前主要用于加工耐热钢、高锰钢、不锈钢等难加工材料。
YG3X 14.6-15.2 1320 92 适于铸铁、有色金属及合金淬火钢合金钢小切削断面高速精加工。 K01 YG3X
YG6A 14.6-15.0 1370 91.5 适于硬铸铁，有色金属及其合金的半精加工，亦适于高锰钢、淬火钢、合金钢的半精加工及精加工。 K05 YG6A
YG6X 14.6-15.0 1420 91 经生产使用证明，该合金加工冷硬合金铸铁与耐热合金钢可获得良好的效果，也适于普通铸铁的精加工。 K10 YG6X
YG15 13.9-14.2 2100 87 适于高压缩率下钢棒和钢管拉伸，在较大应力下工作的顶锻、穿孔及冲压工具。 YG15
YG20 13.4-13.7 2500 85 适于制作冲压模具，如冲压手表零件、乐器弹簧片等；冲制电池壳、牙膏皮的模具；小尺寸钢球、螺钉、螺帽等的冲压模具；热轧麻花钻头的压板。 YG20
YK15 14.2-14.6 2100 91 适于加工整体合金钻、铣、铰等刀具。具有较高的耐磨性及韧性。 K15
K20 YK15
YG6 14.5-14.9 1380 89 适于用铸铁、有色金属及合金非金属材料中等切削速度下半精加工。 K20 YG6
YG6X-1 14.6-15.0 1500 90 适于铸铁，有色金属及其合金非金属材料连续切削时的精车，间断切削时的半精车、精车、小断面精车、粗车螺纹、连续断面的半精铣与精铣，孔的粗扩与精扩。 K20 YG6X-1

gu20硬质合金的化学成分

gu20硬质合金的化学成分摘要：一、引言二、硬质合金的定义与特性三、硬质合金的化学成分1.主要成分2.杂质元素四、化学成分对硬质合金性能的影响五、我国硬质合金的发展现状与趋势正文：【引言】硬质合金作为一种高性能的金属材料，广泛应用于切削工具、钻头、模具等领域。

本文将重点介绍硬质合金的化学成分及其对性能的影响。

【硬质合金的定义与特性】硬质合金是由难熔金属（如钨、钽、铌等）与钴、铁等金属混合而成的合金。

它具有高硬度、高熔点、高抗磨损和高抗氧化性等特性。

【硬质合金的化学成分】硬质合金的化学成分主要包括以下两部分：【主要成分】1.难熔金属：如钨（W）、钽（Ta）、铌（Nb）等，它们是硬质合金的主要成分，提供了高硬度和高熔点。

2.钴（Co）和铁（Fe）：它们与难熔金属形成固溶体，提高合金的硬度和韧性。

【杂质元素】1.钴（Co）：适量的钴可以提高硬质合金的硬度和韧性，但过量的钴会导致合金变脆。

2.铁（Fe）：铁可以提高硬质合金的硬度和韧性，但过量的铁会导致合金的硬度降低。

【化学成分对硬质合金性能的影响】1.难熔金属含量：增加难熔金属含量可以提高硬质合金的硬度和耐磨性，但过高的含量会导致合金变脆。

2.钴和铁含量：适量的钴和铁可以提高合金的硬度和韧性，但过量的钴和铁会导致合金性能下降。

【我国硬质合金的发展现状与趋势】我国硬质合金行业经过数十年的发展，已具备一定的生产规模和技术水平。

目前，我国硬质合金产品正向高精度、高效率、高附加值方向发展，以满足国内外市场的需求。

未来，我国硬质合金行业将继续加大技术创新力度，推动产业升级。

综上所述，硬质合金的化学成分对其性能具有重要影响。

硬质合金材料(2)

WC-TiC-TaC(NbC)-Co合金组织
金相组织观察表明，WC-TiC-TaC(NbC)-Co合金中的(Ti, W, Ta/Nb)C相与(Ti, W)C相类似，也是呈近似圆形的晶粒，很容易与多角形的WC相区别开来。
WC-TiC-TaC(NbC)-Co合金的成分及性质
工业WC-TiC-TaC(NbC)-Co合金的成分及性质见表。由此可见，WC-TiCTaC(NbC)-Co合金的基本性质与WC-TiC-Co合金差别并不大。
TiCl4 CH 4 (H 2 ) Tic 4HC l (H 2 ) 2TiCl 4 N2 4 H 2 2TiN 8 HCl AlCl 3 H 2 CO2 Al2O3 HCl CO (4-1) (4-2) (4-3)
金属源：金属的卤化物。非金属源：C源-甲烷，丙烷，四氯化碳，甲苯等。N源-N2，NH3；B源BCl3； O源-CO2；H2，因为氢具有很强的还原力，所以能还原被涂复表面的氧化物，在改善涂层与基体粘附能力的同时还能显著地降低卤化物的分解温度。许多化学气相沉积反应都能通过气相均匀发生，但却生成不希望出现的粉末，而不是涂层。
淬火
钢结合金的淬火是将其加热到临界点(Ac3或Acm)以上，进行充分奥氏体化，然后急速冷却，使钢基体转变为具有高强度的马氏体组织，从而使合金具有高硬度与高耐磨性。与钢铁热处理类似，钢结硬质合金淬火处理的依据仍然是奥氏体等温转变曲线图，对于一般工件，广泛采用一次淬火法，而对于尺寸较大的复杂形状工件，为了避免造成工件硬度不均匀，尺寸公差大，甚至产生裂纹等缺陷，往往采用分级淬火法。一次淬火法是将工件奥氏体化后一次淬入油中；而分级淬火法是将工件充分奥氏体化后，先在盐浴中冷却到等温转变图中节余珠光体与贝氏体转变曲线之间“奥氏体湾”外的温度(如510-632℃)，并保温一段时间后淬入油中。