WC硬质合金堆焊材料界面组织结构和力学性能
WC-Co超细硬质合金微观结构对其性能的影响
积分数；d— ——WC 的晶粒度。
Garland 认 为 ， 断 裂 出 现 在 WC 晶 粒 内 部 和
WC-Co 边界及Co 相内部。 因此，减小 WC 晶粒尺寸
将增大碳化物相的接触数量， 而以分布高度均匀的
钴相作粘结相，可以提高合金的强度。 Garland 理论
能 够很好地解 释 Co 含量一定 时， 合金强 度随 WC
硬 质 合 金 代 表 性 的 强 度 理 论 有 Garland 理 论 [9]
Kpeйmep 理论[10]以及铃木寿[11]理论。
1.1 Garland 理论
Garland 从弥散体系的强度理论出发，推导出硬
质合金强度公式：
3
σ2=K·fWC 2 d
(1)
其中 ：σ— ——屈 服 强 度 ；K— ——常 数 ；fWC— ——WC 相 体
d=λ(1-C) fWC =λ(1-C)/k
(5)
1-fWC
硬 度 （HV30） 强 度 /(N/mm2)
Co 的质量分数%
Co 的质量分数%
图 1 晶粒度、Co 含量与硬度、强度的关系[8]
·190·
硬质合金
第 26 卷
其中 C 为 WC/WC 邻 接 度 ，fWC 为 WC 的 体 积 分
数。 如果体积分数是固定的，那么体积分数相关的
模量；fCo— ——Co 的体积分数；C— ——裂纹长度。
Kpeйmep 还指出，合金断裂强度与 WC 晶粒间
的钴层厚度，即 Co 粘结相平均晶粒自由程成反比，
但是，Kpeйmep 强度理论没有考虑晶粒度对强度的
影响。
1.3 铃木寿理论
日本的铃木寿、林宏尔等人曾对硬质合金的断
裂进行系统的研究， 并指出硬质合金的断裂起源于
W对Fe-Cr-Mo-W-V热锻模具堆焊合金组织与性能的影响
ｍ ｍ， 采用 Ｎ Ｂ Ｃ一５ ０ ０型熔 化极 气 体 保护 焊 机 在尺 寸 为
２ ０ ０ ｍ ｍ Ｘ１ ０ ０ ｍ ｍ ×１ ０ ｍ ｍ的 Ｑ ２ ３ ５钢 板上 进 行半 自动 堆焊 。堆 焊工 艺参 数 见 表 １ ， 堆 焊 厚度 约 ２ ０ ｍ ｍ， 焊 接
１ ． １ 试验材 料 研制 的 Ｆ ｅ — Ｃ ｒ — Ｍ ｏ － ｗ． Ｖ 系 药 芯 焊 丝 直 径 为 ２ ． ４
用药芯焊丝 的研 究及应用方 面与 国外相 比仍存在 一
定 的差 距 ， 高 性 能 的焊 接 材 料 还 依 赖 于 进 口 ， 使 用 成 本相对较 高。
层 间温度 控 制 在 １ ０ ０ ｏ Ｃ以 下 。设 计 的 Ｆ ｅ － Ｃ ｒ － Ｍｏ － Ｗ— Ｖ 系堆 焊合 金 的主要 化 学 成 分 见 表 ２ ， 其 中 ｗ 元 素 的质 量分 数 分别 为 ０， ０ ． ２ ％， ０ ． ５ ％， ０ ． ８ ％， １ ． Ｏ ％ 。在 保 持 其它 元素 含量ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ不变 的基 础 上 ， 调整 堆 焊 合 金 中 的 ｗ 含 量， 考察 ｗ 元 素对堆 焊 合 金组 织 和 性 能 的影 响 。对 比
合金 的显微组织 由板条 马氏体 ＋ 残余 奥氏体组 成。随着 ｗ 含量的增加 ， 堆 焊合金焊 态及 ５ ５ ０℃ 回火处理后所对应 的硬度值逐渐增加 ， 随着热处 理时间的延 长 ， 堆焊层 硬度逐 步降 低并趋 于平缓 。随着堆焊 合金 中 ｗ 元素 的增加 ， 堆焊合 金抗 热 疲 劳裂 纹性 能 逐渐 降低 ， Ｆ ｅ — Ｃ ｒ — Ｍｏ — Ｗ— Ｖ系 堆焊 合金 的抗拉 强度 略 高 于 国外 焊 接材 料 Ｗｅ ｌ ｄ Ｍｏ ｌ ｄ
WWC粉末的形貌结构及其对WC-Co硬质合金组织和性能的影响的开题报告
WWC粉末的形貌结构及其对WC-Co硬质合金组织和性能的影响的开题报告一、研究背景WC-Co硬质合金是一种重要的材料，具有优异的性能，广泛应用于机械加工、矿山工具、钻头、切割工具等领域。
其中WC颗粒为主要增韧相，Co为黏结相。
为了进一步提高WC-Co硬质合金的性能，研究人员通过添加第三种相来改善WC-Co硬质合金的性能。
WWC是一种新型脱碳钨酸盐材料，具有晶体结构丰富、颗粒均匀、孔隙率低等优点，可以作为WC-Co硬质合金中的第三种相使用。
研究WWC对WC-Co硬质合金组织和性能的影响，可以进一步提高WC-Co硬质合金的性能，拓展其应用范围。
二、研究内容和目标本研究的目标是探究WWC粉末的形貌结构对WC-Co硬质合金组织和性能的影响，具体内容包括：1. 合成不同形貌结构的WWC粉末。
2. 制备含有不同比例WWC的WC-Co硬质合金试样。
3. 对WC-Co试样和含有不同比例WWC的WC-Co试样进行显微组织观察和性能测试，比较其差异。
4. 分析WWC粉末的形貌结构对WC-Co硬质合金组织和性能的影响。
三、研究方法和步骤1. 合成不同形貌结构的WWC粉末通过化学共沉淀法、水热法、氢氧化钠高温煅烧法等不同方法制备WWC粉末，调控不同工艺参数得到多种形貌结构的WWC粉末。
2. 制备含有不同比例WWC的WC-Co硬质合金试样将不同比例的WWC粉末与WC和Co混合，经球磨、压制、烧结等工艺制备含有不同比例WWC的WC-Co硬质合金试样。
3. 显微组织观察与性能测试采用扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）、X射线衍射（XRD）、热重分析（TG）等检测手段，对制备的硬质合金试样进行组织形貌、相结构和热性能测试。
同时，进行压缩强度、硬度、断裂韧性等力学性能测试。
4. 影响分析结合实验结果和先前的理论研究，分析WWC粉末形貌结构对WC-Co硬质合金组织和性能的影响机制。
四、研究意义通过此研究，可以深刻理解第三相对WC-Co硬质合金的影响，推动WC-Co硬质合金的发展，同时也有助于完善WWC的应用体系，最终为机械加工、矿山工具、钻头、切割工具等领域提供高性能材料。
WC_Co超细硬质合金微观结构对其性能的影响
作者简介：李壮(1984-)，男，硕士研究生，河南南阳人，从事粉末冶金研究。
E-mail:presight@WC-Co 超细硬质合金微观结构对其性能的影响李壮王家君林晨光崔舜（北京有色金属研究总院粉末所，北京,100088）摘要介绍硬质合金微观结构对硬度、强度影响的相关研究进展，探讨孔隙率、碳含量、晶粒大小、粘结相以及界面性质等微观结构因素差异引起硬质合金的宏观力学性能的变化，探索高性能超细WC-Co 硬质合金的制备技术的研究进展和发展趋势。
关键词超细硬质合金；微观结构；性能2009年9月Sep.2009第26卷第3期Vol.26No.3硬质合金CEMENTED CARBIDE!!!!"!"!!!!"!"综合评述doi ：10.3969/j.issn.1003-7292.2009.03.011硬质合金是脆性材料，其硬度和强度之间存在着矛盾：硬度高则强度低，而强度高则硬度低。
突破这一技术瓶颈，一直是人们努力的方向。
研究表明，除组分本身的特性之外，硬质合金的微观结构，对其硬度和韧性起到决定性的作用[1]。
1984年德国科学家H.G1eiter 首次成功研制出纳米晶体材料，开辟了材料史的新纪元，研究发现，在钴相含量不变的情况下，当WC 晶粒降到1μm 以下时，硬度和强度同时提高，而且提高的幅度随着晶粒度的减小而更加明显。
这为同时提高硬质合金硬度和强度指明了方向[1]，纳米技术和纳米材料的发展，也为高性能硬质合金的制备提供了契机。
表1给出了德国粉末冶金联合会对硬质合金的分类标准。
超细硬质合金因具有高强度、高硬度、高耐磨性、高红硬性等性能，其应用领域不断扩大，用于电子工业（如微钻）、金属切削工具、高精度磨削加工与微型雕刻刀刀具（棒材）、木工刀具等。
随着世界进入电子信息时代以及各种难加工材料的问世，对合金的品质提出更高要求，需求量不断上升[3]，即使目前受到金融危机的影响而有所回落，但随着经济触底回升，高品质的硬质合金材料将拥有更大的市场。
硬质合金、淬火、回火、钴相、力学性能
摘要本文采用扫描电镜（Scanning Electron Microscopy，SEM）、X 射线衍射（X-ray diffractometry，XRD）和电子探针（electron probe microanalysis，EMPA）等分析手段，研究了淬火和回火处理对WC-20Co硬质合金的微观结构与力学性能的影响。
结果表明：在一定温度范围内，淬火温度越高，材料的硬度和抗弯强度也越高；当淬火温度达到1350℃时，其硬度和抗弯强度开始下降。
在淬火温度一定的条件下，回火温度越高，钴相中保留的高温相α-Co含量和固溶的W含量越低，材料的力学性能也随之降低。
对比不同淬火介质后发现，相比于油淬，水淬处理更有助于提高材料的综合性能。
关键词硬质合金；淬火；回火；钴相；力学性能硬质合金是由难熔金属的硬质碳化物（如WC、TiC、NbC、TaC、VC等）和粘结金属或合金（Co、Fe和Ni等），通过粉末冶金工艺制成的一种金属陶瓷复合材料。
硬质合金具有硬度高、强度和韧性较好、耐热、耐磨、耐腐蚀等一系列优良性能，作为刀具材料得到广泛应用，被称为“工业的牙齿”[1]。
但是，硬质合金的硬度与韧性之间存在矛盾；如何在保证高硬度的前提下提高其韧性，一直是研究者所关注的课题。
国内外的研究表明，热处理在这方面可以发挥独特的作用[2]。
在WC-Co硬质合金中，WC是W和C化学计量比接近1；1的相对稳定的化合物，热处理前后材料性能的变化主要来源于对钴相成分和结构的调控[3]。
Gu等人[4]将WC-11Co硬质合金在1250℃高温(Ar气氛)保温1h，进行油淬后发现：钴相中ɑ-Co比例和W在钴中的固溶含量增加，抗弯强度明显增加。
研究表明[5-7]：含钴量不同的硬质合金（YG5、YG10、YG14、YG15等）在经历淬火回火后，其抗弯强度和冲击韧性均可出现不同程度的提高。
尽管WC-Co硬质合金的淬火处理可以改善合金的综合性能，但目前对热处理后性能变化的影响机制研究仍不够全面。
硬质合金刀具材料基础知
硬质合金刀具材料基础知硬质合金刀具材料是一种曾经被广泛使用的工具材料，以其优良的力学性能和耐磨性能而深受青睐。
它由金属材料和金属间化合物相组成，通常有较高的硬度、强度和热稳定性。
在本文中，将介绍硬质合金刀具材料的基本知识。
硬质合金刀具材料一般由钨、钛、钽、钴等金属作为基体组成，添加少量的碳、氮、铬等元素以及其他微量添加剂进行合金化。
其中，主要的金属间化合物是钨碳化物(WC)和钨钛碳化物(WT)。
这两种化合物具有极高的硬度和抗磨擦性，从而使硬质合金刀具材料具有出色的切削性能。
硬质合金刀具材料的制备主要通过粉末冶金工艺进行。
首先，将金属粉末和碳化物粉末按照一定的比例混合均匀，然后通过压制成型，最后进行高温烧结得到硬质合金材料。
这一制备方法能够保证材料的均匀性和致密性，从而提高了刀具的性能。
硬质合金刀具材料的主要性能包括硬度、抗弯强度、抗磨擦性和热稳定性。
其中，硬度是硬质合金刀具材料的最重要的性能指标，一般在HRA 或HRB的硬度等级中进行表示。
硬质合金刀具材料的硬度通常在60-90HRA之间，比普通钢材高出数倍。
抗弯强度是指硬质合金刀具材料在受到外力作用时不发生弯曲的能力，一般在1500-3000MPa之间。
抗磨擦性是指硬质合金刀具材料在切削过程中能够保持较好的切削性能，从而延长其使用寿命。
热稳定性是指在高温环境下硬质合金刀具材料的稳定性能，一般通过热膨胀系数和热导率来进行评估。
硬质合金刀具材料具有广泛的应用领域，主要用于金属切削加工、石油钻探、煤矿采掘等。
在金属切削加工中，硬质合金刀具材料能够在高速和重负荷下保持切削效果，更高效地完成切削任务。
在石油钻探领域，硬质合金刀具材料具有优异的耐磨性和抗热稳定性，能够适应复杂的地质环境。
在煤矿采掘中，硬质合金刀具材料能够在高硬度的岩石中进行切削，提高采掘效率并减少能量消耗。
总之，硬质合金刀具材料是一种重要的工具材料，具有优异的力学性能和耐磨性能，能够满足各种切削加工和采矿应用的要求。
板状WC晶粒WC-(Co-Ni)硬质合金的组织和性能
*国家自然科学基金(51602145;51674118);南京工程学院人才引进基金(Y K J 201509);江苏省先进结构材料与应用技术重点实验室开放基金(A S MA 201608);江苏高校优秀科技创新团队 吕学鹏:男,1987年生,博士,讲师,主要从事无机非金属材料的制备与应用 E -m a i l :x u e p e n g l y u @n ji t .e d u .c n 板状W C 晶粒W C -(C o -N i)硬质合金的组织和性能*吕学鹏1,2,3,涂彦坤3,郑 勇3,董作为3(1 南京工程学院,江苏省先进结构材料与应用技术重点实验室,南京211167;2 南京工程学院材料工程学院,南京211167;3 南京航空航天大学材料科学与技术学院,南京210016)摘要 采用真空烧结法制备了板状W C 晶粒W C -(C o -N i )硬质合金,通过X R D ㊁S E M ㊁E D S 等手段研究了N i /(N i +C o )比对硬质合金组织和性能的影响规律㊂结果表明:随着N i /(N i +C o )比的增大,硬质合金显微组织中板状W C 晶粒的比例逐渐减少,硬质相颗粒的尺寸逐渐增大且平均长厚比逐渐减小㊂当N i /(N i +C o )比过大时,硬质合金中硬质相颗粒出现了团聚现象,使其力学性能显著降低㊂当N i /(N i +C o )比为0.3和0.5时,W C -(C o -N i )硬质合金的综合力学性能较高,这与其硬质相颗粒较细和平均长厚比较大有关㊂当N i /(N i +C o )比为0.5时,W C -(5C o +5N i)硬质合金具有较优的综合力学性能,其抗弯强度㊁硬度和断裂韧性分别为2448M P a ㊁90.0H R A ㊁21.2M P a㊃m 1/2㊂关键词 板状W C 晶粒 硬质合金 显微组织 力学性能中图分类号:T B 33 文献标识码:A D O I :10.11896/j.i s s n .1005-023X .2017.020.016M i c r o s t r u c t u r e a n dP r o p e r t i e s o fW C -(C o -N i )C e m e n t e dC a r b i d e sw i t h P l a t e -l i k eW CG r a i n sL U X u e p e n g 1,2,3,T U Y a n k u n 3,Z H E N G Y o n g 3,D O N GZ u o w e i 3(1 J i a n g s uK e y L a b o r a t o r y o fA d v a n c e dS t r u c t u r a lM a t e r i a l s a n dA p p l i c a t i o nT e c h n o l o g y ,N a n j i n g I n s t i t u t e o fT e c h n o l o g y,N a n j i n g 211167;2 C o l l e g e o fM a t e r i a l E n g i n e e r i n g ,N a n j i n g I n s t i t u t e o fT e c h n o l o g y ,N a n j i n g 211167;3 C o l l e ge of M a t e r i a l sS c i e n c e a n dT e c h n o l og y ,N a n j i n g U n i v e r s i t y o fA e r o n a u t i c s a n dA s t r o n a u t i c s ,N a n j i n g 210016)A b s t r a c t W C -(C o -N i )c e m e n t e d c a r b i d e sw i t h p l a t e -l i k eW C g r a i n sw e r e p r o d u c e db y v a c u u ms i n t e r i n g .T h e e f f e c t so fN i /(N i +C o )r a t i oo n t h em i c r o s t r u c t u r e a n dm e c h a n i c a l p r o p e r t i e so fW C -(C o -N i )c e m e n t e dc a r b i d e sw e r e s t u d i e db y X -r a y d i f f r a c t o -m e t r y (X R D ),s c a n n i n g e l e c t r o nm i c r o s c o p y (S E M )a n de n e r g y d i s p e r s i v e s pe c t r d m e t e r (E D S ).T h e r e s u l t s s h o w e dt h a tw i t ht h e i n c r e a s i n g N i /(N i +C o )r a t i o ,t h e r a t i oof p l a t e -l i k e W Cg r a i n s i nth emi c r o s t r u c t u r eo f c e m e n t e dc a r b i d e sd e c r e a s e d ,t h es i z e so f h a r d p h a s e p a r t i c l e s g r a d u a l l y i n c r e a s e d ,a n d t h e a v e r a g e l e n g t h -t h i c k n e s s r a t i o o f h a r d p h a s e p a r t i c l e s g r a d u a l l y d e c r e a s e d .W h e n t h e N i /(N i +C o )r a t i ow a s t o oh i g h ,t h eh a r d p h a s e p a r t i c l e s i nc e m e n t e dc a r b i d e sw e r em e r g e dt o g e t h e r ,r e s u l t i n g i na no b v i o u sd e -c r e a s e o f i t sm e c h a n i c a l p r o p e r t i e s .A s t h eN i /(N i +C o )r a t i ow a s 0.3o r 0.5,W C -(C o -N i )c e m e n t e dc a r b i d e s e x h i b i t e d g o o d m e -c h a n i c a l p r o p e r t i e s ,w h i c hw a s r e l a t ed t o t he s m a l l e r h a r d p h a s e p a r t i c l e s a n db i g g e r a v e r a g e l e n g t h -t h i c k n e s s r a t i o of h a r d p h a s e p a r -t i c l e s .W C -(C o -N i )c e m e n t e d c a r b i d e sw i t hN i /(N i +C o )r a t i o o f 0.5e x h i b i t e db e t t e rm e c h a n i c a l p r o p e r t i e s ,t h eT R S ,h a r d n e s s a n d K I C we r e 2448M P a ,90.0H R A ,21.2M P a ㊃m 1/2,r e s p e c t i v e l y .K e y w o r d s p l a t e -l i k eW C g r a i n s ,c e m e n t e d c a r b i d e ,m i c r o s t r u c t u r e ,m e c h a n i c a l p r o p e r t i e s 0 引言W C -C o 硬质合金具有优良的硬度㊁抗弯强度㊁断裂韧性㊁红硬性㊁耐磨性和耐蚀性等,在切削刀具和耐磨㊁耐蚀零部件等领域具有广泛的应用[1-2]㊂硬质合金的显微组织中包含各种硬质相和粘结相,硬质相对其硬度与耐磨性起重要作用,粘结相对其强韧性具有重要影响㊂众所周知,传统硬质合金的硬度和韧性之间存在尖锐的矛盾,导致其在凿岩球齿等领域的应用受到限制㊂目前,国内外学者主要通过以下3种方法来解决这个问题:(1)制备超细晶和纳米晶硬质合金;(2)制备板状W C 晶粒增韧硬质合金;(3)制备功能梯度硬质合金[2-5]㊂相比较而言,板状W C 晶粒增韧硬质合金具有硬度高㊁断裂韧性好㊁红硬性好㊁生产成本低㊁制备工艺简单等特点,成为研究热点之一㊂W C 为六方晶体,其(0001)面的硬度大约是(1100)的2倍,20世纪末,研究人员发现通过提高W C 晶粒(0001)面与(1100)面的生长速度的比值,可制备出W C 晶粒为板状的硬质合金,其强度和韧性同时得到提高,具有巨大的市场潜力[4]㊂研究表明,板状特征W C 晶粒的形成是由于坯体在烧结过程中形成的C o x W y C z 化合物所致㊂在一定的压制条件下,W C 晶粒沿(0001)基面与C o x W y C z +W 2C +W 聚集粒子基面平行,其获取碳原子的能力强于(1100)基面,且(0001)㊃37㊃板状W C 晶粒W C -(C o -N i )硬质合金的组织和性能/吕学鹏等晶面与C o x W y C z之间的界面能较小,因此W C晶粒沿(0001)基面的形核与长大速率均大于(1100)基面,从而形成了长厚比较大的板状W C晶粒[6-7]㊂K o b a y a s h i等经过一系列的研究,提出了一种简单易行的制备板状W C晶粒增韧硬质合金的方法[8]㊂研究表明,以扁平化处理的W粉㊁C o粉和石墨粉作为原料,经真空烧结后即可制备出具有定向排列的板状W C晶粒硬质合金,并发现其室温性能和高温性能均优于传统硬质合金,应用前景广阔㊂本课题组的前期研究发现固相烧结阶段的升温速率对板状W C晶粒硬质合金的组织均匀性㊁W C晶粒的长厚比和力学性能具有较大的影响[9]㊂目前,为了满足硬质合金在特定工矿服役条件下的性能需求,发展出N i-C o㊁N i-A l㊁N i-C r-M o及N i-C r-M o-A l等复合粘结相㊂传统硬质合金中采用N i-C o复合粘结相取代C o粘结相可以降低材料的生产成本,提高材料的耐蚀性和抗高温氧化性,且对其力学性能的影响较小[10]㊂S u等研究发现采用20%(质量分数)N i取代C o 时,W C-6C o硬质合金的耐腐蚀性显著提高,腐蚀速率降低约50%[11]㊂P h u o n g等研究发现W C-8N i硬质合金经真空烧结后获得良好的综合力学性能,其硬度和断裂韧性分别为13.23G P a和24.22M P a㊃m1/2[12]㊂然而,N i-C o复合粘结相对板状W C晶粒硬质合金组织中W C形貌的影响尚未见报道㊂鉴于此,本工作制备了以N i-C o作为粘结相的板状W C 晶粒硬质合金,并研究了N i/(N i+C o)比对板状W C晶粒硬质合金的组织和性能的影响规律㊂1实验实验所用的原材料为W粉(纯度不低于99%,平均粒径为8.5μm)㊁C o粉(纯度不低于99%,平均粒径为1.3μm)㊁N i粉(纯度不低于99%,平均粒径为1.9μm)和鳞片状石墨粉(纯度不低于99.7%,平均粒径为11.9μm)㊂采用QM-1S P行星式球磨机对W粉进行湿法球磨扁平化处理,具体工艺如下:球料质量比为7ʒ1,球磨机转速为300r/m i n,球磨时间为10h,球磨介质为无水乙醇㊂扁平化前后W粉的形貌见图1㊂采用扁平化后的W粉㊁C o粉和石墨粉按照W C-10-(C o+N i)成分进行配料,其具体质量分数见表1㊂混合粉料采用QM-1S P行星式球磨机进行湿式混料,球磨机转速为250r/m i n,混料时间为14h,球磨介质为无水乙醇㊂料浆在温度为75ħ的远红外恒温干燥箱中干燥后,在D Y-30台式电动压片机下压制成形,压制压力为300M P a,保压时间为60s㊂对压坯进行真空烧结,烧结温度为1400ħ,保温时间为60m i n㊂表1硬质合金成分设计(%)T a b l e1 T h e c o m p o s i t i o n s o f c e m e n t e d c a r b i d e s(%)试样W C N i C o184.485.5237284.485.5255384.485.5273484.485.5210图1扁平化处理前后W粉的形貌F i g.1 T h em o r p h o l o g y o fW p o w d e r sb e f o r e a n da f t e rf l a t t e n i n gp r o c e s s t r e a t m e n t采用C M T-5105型电子万能试验机对试样进行三点弯曲法实验,测定其抗弯强度,跨距为14.5mm㊂采用洛氏硬度计测量材料表面的硬度㊂用压痕法测试材料横截面的断裂韧性,用H V S-50型维氏硬度仪测试试样的显微硬度,测试载荷为30k g,保压时间为15s㊂断裂韧性的计算公式为[13]:K I C=0.15(H V30/ð4i=1l i)1/2(1)式中:l i为压痕裂纹长度(mm);H V30为测试载荷30k g时试样的维氏硬度㊂以上力学性能测试每组试样取5个,测试结果取其平均值㊂采用德国B r u k e r公司的D8A D V A N C E型X射线衍射仪对试样进行相组成分析㊂用H i t a c h i S-3400扫描电镜在背散射电子(B S E)模式下观察试样的组织形貌,并在S E M下用G E N E S I2000能谱仪分析测试烧结体粘结相的主要合金元素的含量㊂通过I m a g eP r oP l u s软件计算硬质合金的硬质相晶粒尺寸及长厚比,具体方法为:把二维平面上呈柱状或片状的硬质相晶粒等效为与其面积相当的圆形晶粒,等效圆的直径即为硬质相晶粒的尺寸[14],长厚比即为经过颗粒内部的最长径和与它相垂直的最短径之比,为保证结果的准确性,硬质相晶粒的统计数目不少于100个㊂2结果与讨论2.1N i/(N i+C o)比对硬质合金相成分的影响不同N i/(N i+C o)比的板状W C晶粒硬质合金的物相组成如图2所示㊂从图2中可以看出,粘结相中N i/(N i+C o)比对硬质合金的硬质相组成具有一定的影响㊂当N i/(N i+ C o)比为0.3和0.5时,硬质合金的硬质相组成包括W C㊁W2C及C o3W9C4和C o2W4C化合物;随着N i/(N i+C o)比增大至0.7时,硬质相中C o3W9C4和C o2W4C 化合物的衍射峰图2不同N i/(N i+C o)比硬质合金的X R D谱F i g.2 T h eX R D p a t t e r n s o f c e m e n t e d c a r b i d e sw i t hd i f fe r e n tN i/(N i+C o)r a t i o㊃47㊃材料导报B:研究篇2017年10月(B)第31卷第10期强度有所降低,这说明C o 3W 9C 4和C o 2W 4C 化合物的形成量有所减少;当粘结相为纯N i 时,硬质相中仅存在W C 和W 2C 相㊂2.2 N i /(N i +C o)比对硬质合金显微组织的影响图3是不同N i /(N i +C o )比的硬质合金经1400ħ真空烧结60m i n 所得试样的显微组织㊂由图3可知,不同N i/(N i +C o )比的硬质合金的显微组织均由灰白色的硬质相与黑色的粘结相组成,但不同N i /(N i +C o )比对其显微组织中硬质相的尺寸和均匀性具有较大的影响㊂当N i /(N i +C o )比为0.3时,硬质合金的显微组织较为均匀,且板状W C 晶粒的比例较大,这与X R D 分析中其具有较多的C o 3W 9C 4和C o 2W 4C 化合物一致㊂随着N i /(N i +C o )比增大至0.5时,硬质合金中硬质相颗粒尺寸有所增大,显微组织分布最为均匀㊂随着N i /(N i +C o )比进一步增大为0.7时,硬质合金中硬质相颗粒出现了团聚现象,且板状W C 晶粒的数量明显减少,近等轴状硬质相颗粒增多㊂当纯N i 作为粘结相时,硬质合金中硬质相颗粒之间的团聚现象更加严重,且部分硬质相颗粒明显粗化,硬质相尺寸分布不均匀㊂图3 不同N i /(N i +C o)比硬质合金的显微组织F i g.3 T h em i c r o s t r u c t u r e o f c e m e n t e d c a r b i d e s w i t hd i f f e r e n tN i /(N i +C o )r a t i o为了进一步研究N i /(N i +C o)比对硬质相形貌的影响,对不同N i /(N i +C o )比的硬质合金中硬质相颗粒的平均长厚比进行了计算,结果见表2㊂当N i /(N i +C o )比为0.3和0.5时,硬质合金中硬质相颗粒的平均长厚比较大;当N i/(N i +C o )比增大到0.7时,硬质相颗粒的平均长厚比降低;当以纯N i 为硬质合金粘结相时,硬质相颗粒的长厚比最小㊂这是由于N i /(N i +C o )比为0.3和0.5时,硬质合金中C o 3W 9C 4和C o 2W 4C 化合物较多,且C o 3W 9C 4和C o 2W 4C 化合物与W C (0001)晶面的界面能最小,因而W C 晶粒倾向于沿(0001)晶面择优生长,易形成垂直于压制方向的板状W C 晶粒㊂当N i /(N i +C o )比增大到0.7时,硬质合金中C o 3W 9-表2 不同N i /(N i +C o)比的硬质合金中硬质相颗粒的平均粒径和长厚比T a b l e 2 T h e a v e r a g e s i z e a n d l e n g t h -t h i c k n e s s r a t i oo f h a r d p h a s e p a r t i c l e s f o r c e m e n t e d c a r b i d e sw i t hd i f f e r e n tN i /(N i +C o )r a t i o N i /(N i +C o)比0.30.50.71.0硬质相颗粒长厚比2.822.762.422.36硬质相平均粒径/μm 1.211.421.331.50C 4和C o 2W 4C 化合物的含量降低,对板状W C 晶粒形成的促进作用下降,使得板状W C 晶粒的生成量减少,导致硬质相颗粒的平均长厚比减小;当纯N i 为粘结相时,硬质合金中未出现C o 3W 9C 4和C o 2W 4C 化合物,不能促进板状W C 晶粒的生成,因而硬质相颗粒的长厚比最小㊂对不同N i /(N i +C o)比的硬质合金显微组织中粘结相进行了E D S 能谱分析,结果见表3㊂当N i /(N i +C o)比为0.3和0.5时,粘结相中W 元素的含量相对较低,这是由于硬质合金中C o 含量较多,生成的C o 3W 9C 4和C o 2W 4C 化合物较多,导致粘结相中固溶的W 元素较少㊂但当N i /(N i +C o )比继续增大至0.7时,粘结相中的W 元素含量明显升高,原因在于:(1)W 元素在N i 中的固溶度高于其在C o 中的固溶度;(2)硬质合金中C o 含量较低,C o 3W 9C 4和C o 2W 4C 化合物的生成量明显减少,导致较多的W 元素固溶在粘结相中㊂当纯N i 为粘结相时,粘结相中W 含量最多,这是由于W 元素在N i 中具有较高固溶度㊂表3 不同N i /(N i +C o)比的硬质合金中粘结相的合金元素含量T a b l e 3 T h e a l l o y co n t e n t o f b i n d e r p h a s e f o r c e m e n t e d c a r b i d e sw i t hd i f f e r e n tN i /(N i +C o )r a t i o试样N i /(N i +C o)比WN iC o10.318.4%27.5%54.1%20.519.4%41.1%39.5%30.732.1%48.2%19.7%41.042.3%57.7%0%2.3 N i /(N i +C o)比对硬质合金力学性能的影响不同N i /(N i +C o)比的硬质合金的力学性能变化趋势如图4所示㊂当N i /(N i +C o )比由0.3增加到0.5时,硬质图4 不同N i /(N i +C o)比的硬质合金的力学性能F i g .4 T h em e c h a n i c a l p r o pe r t i e s of c e m e n t e d c a r b i d e s w i t hd i f f e r e n tN i /(N i +C o )r a t i o ㊃57㊃板状W C 晶粒W C -(C o -N i )硬质合金的组织和性能/吕学鹏等合金的抗弯强度略有增大,硬度和断裂韧性基本不变;当N i /(N i +C o )比增加到0.7时,硬质合金的抗弯强度㊁硬度㊁断裂韧性均有所减小;当粘结相为纯N i 时,硬质合金的硬度和断裂韧性均明显减小㊂综合来看,当N i /(N i +C o )比为0.5时,硬质合金具有较优的综合力学性能,其抗弯强度㊁硬度和断裂韧性分别为2448M P a ㊁90.0H R A ㊁21.2M P a㊃m 1/2㊂硬质合金的抗弯强度与合金中硬质相颗粒的尺寸及分布㊁W 在C o 相中的溶解度㊁硬质相与粘结相的体积分数等有关[15]㊂当N i /(N i +C o )比为0.3及0.5时,虽然W 在粘结相中的溶解量较小,固溶强化作用弱,但是其显微组织分布均匀㊁硬质相颗粒未出现团聚现象,综合各种影响因素,合金的抗弯强度较大;当N i /(N i +C o )比增大到0.7时,虽然W 在粘结相中的溶解量较大,固溶强化作用较高,但是其显微组织分布不均,硬质相颗粒团聚现象明显,综合各种影响因素,合金的抗弯强度有所下降;当粘结相为纯N i 时,部分硬质相颗粒粗化,合金的抗弯强度进一步下降㊂板状W C 晶粒硬质合金的硬度主要与硬质相颗粒的长厚比有关[16]㊂当N i /(N i +C o )比为0.3和0.5时,硬质合金中硬质相颗粒尺寸较小,且其长厚比较大,二者共同作用导致硬质合金的硬度较高;当进一步提高N i /(N i +C o)比后,硬质相颗粒尺寸增大,且其长厚比显著降低,导致硬质合金的硬度明显降低㊂N i -C o 粘结相硬质合金的断裂韧性明显优于纯N i 粘结相硬质合金的断裂韧性,这是由于纯N i 粘结相硬质合金烧结过程中不能形成C o x W yC z 化合物,不利于形成板状W C 晶粒造成的㊂当N i /(N i +C o )比为0.3和0.5时,硬质合金中板状W C 晶粒的比例较高,且硬质相颗粒的长厚比较大,使得硬质合金的断裂韧性较高,比纯N i 粘结相硬质合金的断裂韧性提高了约42%㊂图5为W C -(7C o +3N i)硬质合金的压痕形貌和裂纹扩展路径㊂由图5(b)可知,板状W C 晶粒的存在使裂纹绕过其扩展,即裂纹发生偏转(如I 处),产生类似于位错被钉扎的效果,从而提高硬质合金的断裂韧性㊂此外,硬质合金中板状W C 晶粒具有一定的桥联作用,在裂纹的表面加上闭合应力,使组织裂纹扩展,起到了增韧作用㊂综上所述,板状W C 晶粒的桥联作用和裂纹偏转作用是硬质合金强韧化的主要原因㊂图5 W C -(7C o +3N i )硬质合金的(a )压痕形貌和(b)裂纹扩展路径F i g .5 (a )I n d e n t a t i o nm o r p h o l o g y a n d (b )c r a c k p r o p a ga t i o n pa t ho fW C -(7C o +3N i )c e m e n t e d c a rb i d e 3 结论(1)随着N i /(N i +C o )比的增大,W C -(C o -N i )硬质合金显微组织中板状W C 晶粒的比例逐渐减少,硬质相颗粒的尺寸逐渐增大㊁平均长厚比逐渐减小㊂当N i /(N i +C o )比过大时,硬质合金中硬质相颗粒出现了团聚现象㊂(2)当N i /(N i +C o )比为0.3和0.5时,W C -(C o -N i )硬质合金的综合力学性能较高,这与其硬质相颗粒较细和平均长厚比较大有关㊂随着N i /(N i +C o)比进一步增大,硬质合金的综合力学性能有所降低,这是由于其硬质相颗粒长厚比减小和硬质相颗粒部分团聚导致的㊂(3)当N i /(N i +C o )比为0.5时,W C -(C o -N i )硬质合金具有较优的综合力学性能,其抗弯强度㊁硬度和断裂韧性分别为2448M P a ㊁90.0H R A ㊁21.2M P a㊃m 1/2㊂参考文献1 M u k h o p a d h y a y A ,B a s uB .R e c e n t d e v e l o p m e n t s o n W C -b a s e db u l k c o m po s i t e s [J ].JM a t e r S c i ,2011,46(3):571.2 Z h a n g W e i b i n g ,L i uX i a n g z h o n g ,C h e nZ h e n h u a ,e t a l .L a t e s td e -v e l o p m e n to f W C -C oc e m e n t e dc a r b i d e [J ].C h i nJ R a r e M e t a l s ,2015,39(2):178(i nC h i n e s e ).张卫兵,刘向中,陈振华,等.W C -C o 硬质合金最新进展[J ].稀有金属,2015,39(2):178.3 X i eH a i g e n ,Y i D a n q i n g ,H u a n g D a o y u a n ,e t a l .P r e p a r a t i o no f u l -t r a -f i n e g r a i n e dh a r d m e t a l s [J ].R a r e M e t a l sC e m e n t e dC a r b i d e s ,2007,35(4):14(i nC h i n e s e ).谢海根,易丹青,黄道远,等.超细晶硬质合金的制备[J ].稀有金属与硬质合金,2007,35(4):14.4 L e iC h u n p e n g ,T a n g J i a n c h e n g ,L i u G a n g ,e ta l .E f f e c t so fm o r -p h o l o g y s t r u c t u r e s o f t u n g s t e n p o w d e r s o n t h e p r o p e r t i e s a n dm i c r o -s t r u c t u r e s o f p l a t e -l i k e g r a i nc e m e n t e d c a r b i d e s [J ].R a r eM e t a lM a -t e rE n g,2016,45(8):2146(i nC h i n e s e ).雷纯鹏,唐建成,刘刚,等.W 粉末的形貌结构对板状晶硬质合金的组织与性能的影响[J ].稀有金属材料与工程,2016,45(8):2146.5 Z h o n g J i e ,Z h e n g Y o n g ,Y a nY o n g l i n ,e t a l .R e s e a r c h p r o gr e s so f f a b r i c a t i o n t e c h n o l o g y o f f u n c t i o n a l l yg r a d i e n th a r d m e t a l sa n dc e r -m e t s [J ].M a t e rM e c hE n g ,2009,33(2):1(i nC h i n e s e ).钟杰,郑勇,严永林,等.功能梯度硬质合金与金属陶瓷制备技术的研究进展[J ].机械工程材料,2009,33(2):1.6 Z h uL i h u i ,L i uK u n ,L i Z h i l i n .S t u d y o n t h eh a r d e n i n g a n d t o u g h e -n i n g m e c h a n i s m so f W C -C oc e m e n t e dc a r b i d e s w i t h p l a t e -l i k e W C g r a i n s [J ].R a r eM e t a lM a t e rE n g ,2011,40(s 2):443(i nC h i n e s e ).朱丽慧,刘坤,李志林.含板状W C 晶粒硬质合金的强韧化机制研究[J ].稀有金属材料与工程,2011,40(s 2):443.7 K i n o s h i t aS ,K o b a y a s h iM ,H a y a s h iK.H i g h t e m p e r a t u r e s t r e n gt h o fW C -C ob a s ec e m e n t e dc a r b i d eh a v i n g h i g h l y o r i e n t e d p l a t e -l i k e t r i a n g u l a r p r i s m a t i c W C g r a i n s [J ].JJ p nS o cP o w d e rP o w d e r M e -t a l l ,2002,49(4):299.8 K i n o s h i t aS ,S a i t oT ,K o b a y a s h iM ,e t a l .M e c h a n i s m s f o r f o r m a -t i o no fh i g h l y o r i e n t e d p l a t e -l i k et r i a n g u l a r p r i s m a t i c W C g r a i n s i n W C -C ob a s ec e m e n t e dc a r b i d e s p r e pa r e df r o m W a n dCI n s t e a do f W C [J ].J J pnS o cP o w d e rP o w d e rM e t a l l ,2001,48(1):51.9 T u Y a n k u n ,Z h e n g Y o n g ,Z h a oY i j i e ,e t a l .I n f l u e n c e so fh e a t i n gr a t ed u r i n g s o l i ds t a t es i n t e r i n g o n m i c r o s t r u c t u r ea n d m e c h a n i c a l p r o p e r t i e s o fW C -C o c e m e n t e d c a r b i d ew i t h p l a t e -l i k eW C g r a i n s [J ].C e m e n t e dC a r b i d e ,2015,32(4):221(i nC h i n e s e ).(下转第91页)㊃67㊃材料导报B :研究篇 2017年10月(B )第31卷第10期其中加速闪光阶段的闪光速度对焊接缺陷的影响较大,当加速闪光阶段闪光速度最优时焊缝区的缺陷明显减少,从而有利于提高接头力学性能㊂(4)焊缝刻槽锤断实验表明接头的断裂主要以脆性解理断裂为主㊂接头内部的缺陷对其断裂韧性影响很大,灰斑是闪光对焊中出现的一种特殊缺陷,其内部和边界处的裂纹降低了焊接接头的断裂韧性㊂参考文献1 H u a n g S h a o b o ,H uQ i a n g ,L i S h a s h a ,e t a l .E f f e c t o f p r e -d e f o r m a -t i o no n m i s c r o s t r u c t u r e sa n d m e c h a n i c a l p r o p e r t i e so fX 90p i p e l i n e s t e e l [J ].M a t e rR e v :R e s ,2016,30(5):100(i nC h i n e s e ).黄少波,胡强,李沙沙,等.预变形对X 90管线钢显微组织和力学性能的影响[J ].材料导报:研究篇,2016,30(5):100.2 Z h a n g J u n l e i ,Y a n g M e i ,H uQ i a n g ,e t a l .E f f e c t o f t e m p e r i n g t e m -p e r a t u r e o nm i c r o s t r u c t u r e a n d p r o p e r t i e s o fX 90p i p e l i n e s t e e lw e l -d e d j o i n t [J ].M a t e rR e v :R e s ,2016,30(8):78(i nC h i n e s e ).张军磊,杨眉,胡强,等.回火温度对X 90管线钢焊接接头组织性能的影响[J ].材料导报:研究篇,2016,30(8):78.3 Q i L i a n g ,P e n g K a i ,C a iW e n c a i ,e t a l .A u s t e n i t e g r a i n g r o w t hb e -h a v i o r o fX 120p i p e l i n e s t e e l [J ].M a t e rR e v :R e s ,2016,30(3):137(i nC h i n e s e ).齐亮,彭凯,蔡文彩,等.X 120管线钢奥氏体长大规律研究[J ].材料导报:研究篇,2016,30(3):137.4 Z h a n g F e n g ,W a n g C h a n g j i a n g ,Z h a oY o n g q i a n g ,e t a l .T a n d e ma u -t o m a t i cw e l d i n g t e c h n o l o g y f o r o i l a n d g a s p i p e -l i n e s [J ].T r a n sC h i -n aW e l d I n s t ,2014,35(7):72(i nC h i n e s e ).张锋,王长江,赵勇强,等.油气管道全位置单枪双丝自动焊接技术[J ].焊接学报,2014,35(7):72.5 K i m DC ,S o WJ ,K a n g MJ .E f f e c t o f f l a s hb u t tw e l d i n gp a r a m e -t e r so n w e l d q u a l i t y o f m o o r i n g c h a i n [J ].A r c h M a t e rS c iE n g,2009,38(2):112.6 Çe t i n k a y aC ,A r a b a c i U.F l a s h b u t tw e l d i n g a p pl i c a t i o n o n 16M n C r 5c h a i ns t e e la n di n v e s t i g a t i o n so f m e c h a n i c a l p r o pe r t i e s [J ].M a t e r D e s ,2006,27(10):1187.7 X i C ,S u nD ,X u a nZ ,e t a l .M i c r o s t r u c t u r e s a n dm e c h a n i c a l p r o p e r -t i e s o f f l a s hb u t tw e l d e dh i g hs t r e n g t hs t e e l jo i n t s [J ].M a t e rD e s ,2016,96(4):506.8 K u r o d aT ,I k e u c h iK ,I k e d a H.F l a s hb u t t r e s i s t a n c ew e l d i n g f o r d u pl e x s t a i n l e s s s t e e l s [J ].V a c u u m ,2006,80(11):1331.9 W a n g W ,S h i Y ,L e i Y ,e t a l .F E Ms i m u l a t i o n o nm i c r o s t r u c t u r e o f D Cf l a s h b u t t w e l d i n g f o ra n u l t r a -f i n e g r a i n s t e e l [J ].J M a t e r P r o c e s sT e c h n o l ,2005,161(3):497.10Y a nC h u n y a n ,Z h a n g G e n y u a n ,L i uC u i y i n g.N u m e r i c a l s i m u l a t i o n o f h y d r o g e nd i s t r i b u t i o n i nw e l d e d j o i n t o f X 80p i p e l i n e s t e e l [J ].T r a n s C h i n aW e l d I n s t ,2015,36(9):103(i nC h i n e s e ).严春妍,张根元,刘翠英.X 80管线钢焊接接头氢分布的数值模拟[J ].焊接学报,2015,36(9):103.11G a oS h i y i ,S h e n g A n ,G u oC h u n f u ,e ta l .O n -l i n e m o n i t o r i n g a n d p r o c e s s c o n t r o l o fX 65s t e e l p i p e l i n ef l a s hb u t tw e l d i n g [J ].T r a n s C h i n aW e l d I n s t ,2016,37(6):59(i nC h i n e s e ).高世一,盛安,郭春富,等.X 65管闪光对焊过程在线监测及工艺控制[J ].焊接学报,2016,37(6):59.12M i l l e rW S ,H u m p h r e y sFJ .S t r e n g t h e n i n g m e c h a n i s m s i n p a r t i c u -l a t em e t a lm a t r i xc o m po s i t e s [J ].S c r M e t a l lM a t e r ,1991,25(1):33.(责任编辑 何 欣췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍)(上接第76页)涂彦坤,郑勇,赵毅杰,等.固相烧结阶段的升温速率对板状W C 晶粒硬质合金的显微组织和力学性能的影响[J ].硬质合金,2015,32(4):221.10L o n g J i a n z h a n ,L uB i z h i ,Y iM a o z h o n g ,e t a l .R e s e a r c h p r o gr e s s o n c e m e n t e d c a r b i d ew i t hn o v e l b i n d e r s [J ].C e m e n t e dC a r b i d e ,2015,32(3):204(i nC h i n e s e ).龙坚战,陆必志,易茂中,等.新型粘结相硬质合金的研究进展[J ].硬质合金,2015,32(3):204.11S u W ,S u nY X ,L i uJ ,e t a l .E f f e c t so fN i o nt h em i c r o s t r u c t u r e sa n d p r o p e r t i e so f W C -6C oc e m e n t e dc a rb i d e sf a b r ic a t e db y W C -6(C o ,N i )c o m po s i t e p o w d e r s [J ].C e r a mI n t ,2015,41:3169.12P h u o n g DD ,T r i n hP V ,D u o n g L V ,e t a l .I n f l u e n c eo f s i n t e r i n gt e m p e r a t u r e o nm i c r o s t r u c t u r e a n dm e c h a n i c a l p r o pe r t i e s o fW C -8N i c e m e n t e dc a r b i d e p r o d u c e db y v a c u u m s i n t e r i n g [J ].C e r a m I n t ,2016,42:14937.13N i i h a r a K.A f r a c t u r e m e c h a n i c sa n a l y s i s o fi n d e n t a t i o n -i n d u c e d P a l m qv i s t c r a c k i n c e r a m i c s [J ].JM a t e r S c i L e t t ,1983,2:221.14L u y c k xS ,L o v eA.T h e d e p e n d e n c e o f t h e c o n t i g u i t y ofW Co nC o c o n t e n t a n di t s i n d e p e n d e n c ef r o m W C g r a i ns i z e i n W C -C oa l l o ys [J ].I n t JR e f r a c tM e tH a r d M a t e r ,2006,24(1):75.15K o n g De h u i ,H eB a o s h a n ,L i uL i n h a i .Ef f e c t o f c h r o m i u mc o n t e n t o ns t r u c t u r ea n d p r o p e r t i e s o f W C -b a s e d c e m e n t e d c a r b i d e [J ].S h a ngh a iN o n f e r r o u sM e t ,2005,26(2):53(i nC h i n e s e ).孔德会,何宝山,刘林海.C r 含量对W C 基硬质合金组织和性能的影响[J ].上海有色金属,2005,26(2):53.16S o h iM H ,K h a m e n e hAS ,H o k a m o t oK ,e t a l .A D T As t u d y on H V O Ft h e r m a l l y s p r a y e d W C -M c o a t i n gs [J ].M a t e rS c iF o r u m ,2008,566:155.(责任编辑 杨 霞)㊃19㊃X 65管线钢管闪光对焊工艺参数对焊接接头力学性能和缺陷的影响/赵朋成等。
WC硬质合金堆焊材料界面组织结构和力学性能
ＷＣ硬质合金耐磨堆焊材料是由高硬度的ＷＣ硬质 合金颗粒和具有一定强度、韧性的胎体金属组成．由于其 具有优异的耐磨性和承受冲击能力，广泛地应用于石油钻 井、井下作业中作为铣鞋和磨鞋等打捞工具承受磨损的工 作面［１－－３】．
磨铣工具在铣削深层落物过程中，承受很高的压应 力、剪应力和冲击载荷的作用，特别是硬质合金刀头在高 温下受到急冷急热的温度变化，其服役条件相当复杂．磨 铣工具的失效是一个复杂的综合过程，其失效形式不仅有 磨损、高温氧化，还有硬质合金颗粒的碎化及颗粒的脱落． 一般来讲，硬质合金颗粒的脱落与胎体金属的耐磨性、硬 质合金与胎体金属的界面结构有关．因此， 为了提高磨
如果界面结合脆弱（存在裂纹或剥离），在载荷的作用 下，易导致硬质合金颗粒的脱落．因此，硬质合金与胎体
金属界面结合的好坏，直接影响堆焊层中硬质合金的力学
性能和使用寿命． 一般来讲，硬质合金与胎体金属结合的界面可以分
为：突变型、扩散型和化合物型．界面间没有化学反应和 元素扩散时，即形成突变界面；在界面附近相互反应形成 化合物时，则得到化合物型界面；当二者之间存在一定的 溶解度时，便形成扩散型界面．从界面结合强度看，突变 型界面最差，化合物型界面最好．图３，４分别是２号焊条 中硬质合金与胎体金属的界面形貌、成分分布，以及界面
１实验方法
实验用硬质合金颗粒为具有高硬度和良好抗弯强度 的ＹＴ５３５型ＷＣ硬质合金，经机械方法破碎成粒度为 １—６ ｍｍ的颗粒．胎体金属采用Ｃｕ基钎料，在Ｃｕ－Ｚｎ 合金中加入一定量的Ｎｉ，其高温力学性能和耐蚀性能都 有提高．硬质合金和胎体金属的主要化学成分和力学性能 见表１．
万方数据
１２８０
金属学报
１２８２
金属学报
３６卷
的Ｘ射线衍射图．由图３可见，界面结合良好，二者之间 只存在元素的扩散，在界面附近相互掺杂，表明这种界面 不是突变型．图４分析表明，界面没有新的物相产生，而 是以固溶的形式结合．这种结合形式主要是由于焊条成形 温度较低，硬质合金边缘的碳化物的分解和扩散量很小， 硬质合金边缘硬度的下降较小，这对提高焊条的质量是有 利的．
WC基硬质合金材料制备及摩擦磨损性能研究的开题报告
WC基硬质合金材料制备及摩擦磨损性能研究的开题报告【题目】WC基硬质合金材料制备及摩擦磨损性能研究【研究背景】WC基硬质合金是一种工程材料，具有高硬度、高耐磨、高强度等性能。
广泛应用于机械加工、矿山开采、石油和天然气开采等领域。
然而，摩擦磨损是WC基硬质合金面临的主要问题之一。
因此，研究WC基硬质合金的摩擦磨损行为、找到改善摩擦磨损性能的途径，具有重要的理论和应用意义。
【研究内容】1. WC基硬质合金材料的制备：采用粉末冶金方法制备WC基硬质合金材料，探索不同制备工艺对WC基硬质合金的微结构和力学性能的影响。
2. 摩擦磨损性能研究：通过摩擦磨损实验考察WC基硬质合金的摩擦磨损行为。
分析不同工艺条件下制备WC基硬质合金的摩擦磨损性能差异。
进一步确定其摩擦磨损机理。
3. 改善摩擦磨损性能的途径：结合摩擦磨损机理，研究改善WC基硬质合金摩擦磨损性能的途径，如添加抗氧化剂、改变材料微结构等。
【研究方法】1. 制备WC基硬质合金材料：采用粉末冶金方法，在不同工艺条件下制备WC基硬质合金样品，使用扫描电镜等手段分析其微观结构和力学性能。
2. 摩擦磨损实验：采用球-盘式摩擦磨损实验机进行实验，研究WC基硬质合金在不同条件下的摩擦磨损行为，如磨损率、摩擦系数、磨损形貌等。
3. 分析摩擦磨损机理：通过摩擦磨损实验和微观结构分析，探讨WC基硬质合金的摩擦磨损机理。
4. 改善摩擦磨损性能的评估：评估不同途径对WC基硬质合金摩擦磨损性能的改善效果，并对其成因进行分析。
【研究意义】本研究旨在提高WC基硬质合金材料在摩擦磨损领域的应用效能。
通过研究不同工艺条件下制备WC基础质合金的差异，探讨改善摩擦磨损性能的途径。
可为优化WC基硬质合金材料制备工艺提供理论和实验基础，创新改进WC基硬质合金材料的性能，推动其在工业应用领域的更广泛应用。
硬质合金 wc晶粒参数
硬质合金 wc晶粒参数
硬质合金 WC 晶粒参数
硬质合金是一种由难熔金属碳化物颗粒和金属粘结相组成的复合材料,其中钨碳化物(WC)是最常用的硬质相。
WC 晶粒的参数对硬质合金的性能具有重要影响,主要参数包括:
1. 晶粒尺寸及尺寸分布
WC 晶粒尺寸通常介于0.2-10 μm 之间。
晶粒越细,硬质合金的硬度、强度和韧性越高。
晶粒尺寸分布也很关键,分布均匀有利于提高综合性能。
2. 晶粒形貌
理想状态下,WC 晶粒呈等轴晶形状。
不规则形貌的晶粒会降低材料的力学性能。
3. 晶粒取向
WC 晶粒的取向对硬质合金的各向异性性能有影响。
取向性好的材料在某些特定方向上性能更优异。
4. 晶粒缺陷
晶粒内部和晶界处的缺陷如空穴、位错等会影响材料的力学行为。
5. 晶粒化学计量比
WC 晶粒的化学计量比(W/C 原子比)偏离理想值会导致性能下降。
通过控制上述参数,可以优化硬质合金WC 晶粒的微观结构,从而满足不同应用领域对材料性能的要求。
WC硬质合金的特性及应用领域
WC硬质合金的特性及应用领域
硬质合金是由一种或多种高硬度、高模量的碳化物(如WC , TiC 等) 与过渡族的金属或合金(如Fe 、Co、,Ni 等) 组成的复合材料,该材料具有硬度高、耐磨、红硬性及较高的强韧性等特点,在工业领域中得到广泛应用。
WC粉末可与钴基、镍基和铁基自熔性合金粉末、镍铝自粘结复合粉末进行混合，广泛用于制备高耐磨涂层特别是耐磨粒磨损、硬面磨损和泥砂冲蚀磨损等领域。
碳化钨粉末主要用作热喷涂耐磨涂层的原料粉末。
可采用真空等离子喷涂、保护气氛等离子喷涂耐磨涂层，但涂层的附着力不佳。
WC-Co硬质合金微观结构参数化建模及性能研究
Date of Submission: November twenty thirtieth，2014 Date of Examination: March seventeenth，2015
University: Shenyang Ligong University
沈阳理工大学
硕士学位论文原创性声明
基于自适应参数化建模法生成两种不同晶粒尺寸（纳米晶与亚微晶）的不同 分布方差的 WC-Co 硬质合金微观结构参数模型。并建立微观结构有限元模型，研 究 WC 晶粒粒度对合金力学性能的影响，结果表明未考虑晶粒界面及晶粒尺度效 应则晶粒分布方差对纳米合金的力学性能影响不大；晶粒分布方差越小亚微合金 力学性能越好；一定范围内的晶粒尺寸差异对合金力学性能影响较小。
Based on the self-adaption parameterized modeling method,the parameterized model of microstructure of WC-Co cemented carbides of the different content of Co have been built. And the finite element model of two-dimension microstructural of WC-Co cemented carbide has been built to research the influence of different Co volume content to the mechanical property of WC-Co cemented carbides and to do the analysis of the defomation mechanism of microstructure.The results showed that the more lower of the content of Co the more higher strength of the cemented ides,and the inner stress focused on the WC and WC interface.
激光熔覆WC／Ni基硬质合金组织结构及耐磨性能研究讲解
第２８卷第６期２００８年１２月应用激光Ｖ０１．２８。
Ｎｏ．６Ｄｅｃｅｍｂｅｒ２００８ＡＰＰｌ。
ｌＥＤＬＡｓＥＲ激光熔覆ＷＣ／Ｎｉ基硬质合金组织结构及耐磨性能研究＊杨胶溪，左铁钏，王喜兵，闫婷，刘华东（北京工业大学激光工程研究院，北京１００１２４）提要为了激光熔覆制造高速线材硬质合金辊环，在Ｃｒｌ２基体上制备ＷＣ—Ｎｉ基超硬复合材料。
用ＴＲＵＭＰＦ６０００Ｃ０２激光设备，采用同步送粉的方式，进行超硬复合材料的激光熔覆制备，获得与基体冶金结合且无气孔和裂纹等缺陷的熔覆层。
使用扫描电子显微镜（ＳＥＭ）、能谱仪（Ｅ１）Ｓ）、Ｘ射线衍射（ＸＲＤ）对激光熔覆层进行组织、成分及物相表征。
由研究结果可知，激光熔覆层组织主要是Ｔ－Ｎｉ、ＷＣ、ｗ。
Ｃ、Ｎｉ。
Ｂ，Ｃｒｌ３２等物相组成。
激光熔覆ＷＣ－Ｎｉ基硬质合金为粉末冶金制备的硬质合金磨损性能的０．７６９倍。
从与对磨偶件ＧＣｒｌ５圆环的摩擦系数来看，激光熔覆试样的摩擦系数与高质量粉末冶金硬质合金数值相当。
关键词激光熔覆；硬质合金，耐磨性能；辊环ＴｈｅＭｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄＷｅａｒ－ｒｅｓｉｓｔａｎｔＰｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆＷＣ／ＮｉＢａｓｅｄＣｅｍｅｎｔｅｄＣａｒｂｉｄｅＦａｂｒｉｃａｔｅｄｂｙＬａｓｅｒＣｌａｄｄｉｎｇＹａｎｇ（ＣｏｌｌｅｇｅＡｂｓｔｒａｃｔＩｎｏｒｄｅｒｏｎＪｉａｏｘｉ，ＺｕｏＴｉｅｃｈｕａｎ，ＷａｎｇＸｉｂｉｎｇ，ＹａｎＴｉｎｇ，ＬｉｕＨｕａｄｏｎｇｏｆＬａｓｅｒＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＢｅｉｊｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１００１２４，Ｃｈｉｎａ）ｃｏｌｌａｒｓ，ＷＣ／ＮｉｂａｓｅｄｓｕｐｅｒｈａｒｄｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓｔＯｌａｓｅｒｃｌａｄｆａｂｒｉｃａｔｉｎｇｃｅｍｅｎｔｅｄｃａｒｂｉｄｅｈｉｇｈｓｐｅｅｄｗｉｒｅｒｏｌｌｗａｓｆａｂｒｉｃａｔｅｄＣｒｌ２ｓｔｅｅｌ．Ｗｅａｒ—ｒｅｓｉｓｔａｎｔｃｏａｔｉｎｇｓｗｅｒｅｆａｂｒｉｃａｔｅｄｂｙａＴＲＵＭＰＦ－６０００Ｃ０２ｌａｓｅｒｗｉｔｈｄｉｒｅｃｔｉｎｊｅｃｔｉｏｎｐｏｗ—ｐｏｒｅｓｄｅｒｓｉｎｔｏｔｈｅｍｏｌｔｅｎｐ００１．Ｔｈｅｃｏａｔｉｎｇｈａｄｅｘｃｅｌｌｅｎｔｂｏｎｄｉｎｇｗｉｔｈｔｈｅｓｕｂｓｔｒａｔｅａｎｄｗａｓｆｒｅｅ０ｆｏｇｙａｎｄｃｒａｃｋｓ．Ｔｈｅｍｏｒｐｈｏｌ—ｏｆｌａｓｅｒｃｌａｄｄｉｎｇｌａｙｅｒｗａｓｏｂｓｅｒｖｅｄｂｙＳＥＭ，ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎａｎａｌｙｓｉｓｗａｓａｐｐｌｉｅｄｂｙＥＤＳ，ａｎｄｔｈｅｐｈａｓｅｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎｗａｓｓｔｒｕｃｔｕｒｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚｅｄｂｙＸＲＤ．ＴｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅｍａｉｎＮｉ３Ｂ、ＣｒＢ２ｅｔｃ．Ｔｈｅａｎｔｉ—ａｂｒａｓｉｖｅｐｒｏｐｅｒｔｙｔｏｏｆｌａｓｅｒｃｌａｄｄｉｎｇＷＣ／Ｃｏ－ｂａｓｅａｌｌｏｙｗａｓｔ—Ｎｉ、ＷＣ、Ｗ２Ｃ、ｏｆｌａｓｅｒｃｌａｄｄｉｎｇＷＣ—Ｎｉｃｅｍｅｎｔｅｄｃａｒｂｉｄｅｉｓ０．７６９ｔｉｍｅｓｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈｐｏｗｄｅｒＷＣ－Ｎｉｃｅ—ｍｅｔａｌｌｕｒｇｙｃｅｍｅｎｔｅｄｃａｒｂｉｄｅ．ＡｃｃｏｒｄｉｎｇｍｅｎｔｅｄｃａｒｂｉｄｅｉＳｉｄｅｎｔｉｅａｌＫｅｙｗｏｒｄｓｔｏｔｈｅｆｒｉｃｔｉｏｎｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｗｉｔｈＧＣｒｌ５ｍａｔｅｒｉａｌ，ｔｈｅｖａｌｕｅｏｆｌａｓｅｒｃｌａｄｄｉｎｇｔｈｅｐｏｗｄｅｒｍｅｔａｌｌｕｒｇｙｃｅｍｅｎｔｅｄｃａｒｂｉｄｅ．ｃｅｍｅｎｔｅｄｃａｒｂｉｄｅ；ａｎｔｉ—ａｂｒａｓｉｖｅｐｒｏｐｅｒｔｙ；Ｌａｓｅｒｃｌａｄｄｉｎｇ；ｒｏｌｌｃｏｌｌａｒ１引言众所周知，不同的摩擦副系统，其零件磨损的机激光熔覆成型技术制造高速线材辊环是采用同步送粉的方法，在普通合金钢制造的辊环基体孔型所在部位熔覆性能优异且与基体结合性能好的硬质合金材料，是硬质合金辊环制造的一种特殊的断流程冶金方法［２］。
WCxTaC-Co硬质合金的结构性能及高温硬度的演变
WCxTaC-Co硬质合金的结构性能及高温硬度的演变林亮亮【摘要】通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、电子探针微区分析(EPMA)、常规物理力学性能检测以及高温硬度测试方法,研究WC-Co硬质合金中添加质量分数为0.00％～3.00％的TaC对其组织结构、力学性能以及高温硬度的影响.研究结果表明:当TaC质量分数低于0.50％时,TaC主要溶解于硬质合金黏结相中,起固溶强化和抑制晶粒长大的作用,合金的室温维氏硬度和抗弯强度明显提升;当TaC质量分数由0.50％增加至3.00％时,合金结构中开始出现不均匀分布的(Ta,W)C析出相,合金的室温维氏硬度缓慢增加,抗弯强度先缓慢增加而后下降.添加TaC有助于提升硬质合金的高温硬度,提升效果与TaC添加量存在一定的正相关关系.在1000℃高温下,未添加TaC的合金高温维氏硬度为802 MPa,而添加质量分数1.50％的TaC的合金高温维氏硬度明显改善,其高温硬度值可达1 025 MPa.【期刊名称】《金刚石与磨料磨具工程》【年(卷),期】2018(038)004【总页数】7页(P50-55,60)【关键词】硬质合金;TaC;晶粒抑制剂;高温硬度【作者】林亮亮【作者单位】厦门金鹭特种合金有限公司,福建厦门361006【正文语种】中文【中图分类】TG71;TG58数十年来，亚微细晶WC-Co硬质合金由于具备良好的硬度和韧性，同时兼具优异的耐磨损性和耐热性，被作为切削工具广泛应用于车削、铣削和钻削加工中[1-4]。
对亚微细晶硬质合金而言，组织结构的均匀性是保证其获得良好性能的基本要求之一。
然而，合金在烧结过程中往往会出现夹粗、聚晶的现象[5-7]，导致结构不均匀，从而无法获得预期的性能。
出现该现象的原因，通常认为是亚微WC晶粒表面活性好、界面能较高，对烧结条件敏感；在液相烧结过程中易于在局部快速溶解、析出，导致该区域的细晶粒WC合并、粗化，最终形成夹粗、聚晶现象。
WC-Co-Ni硬质合金模具材料的制备及摩擦学特性研究
生产的模具只能满足国内约７０％的需求。相关资料【２】还显示我国大部分模具企业生产
规模偏小，管理方式落后，生产技术水平较低，只能生产中低档的模具产品，而高中 档产品主要依靠大量进１：１。例如，高速线材定径轧辊要求强度高，抗冲击性、耐磨性
好等特点，它是高速线材生产的必用模具。目前，国内厂家只能够生产ｌＯＯｍ／ｓ以下 所用的定径轧辊，ｌＯＯｍ／ｓ以上高速线材定径轧辊只能依靠进口。产生该现象的主要
ｅｖｅｎ
ｄｉｒｅｃｔｌｙ．Ｔｈｅ
ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｉｔｓ ｗｅａｒ－ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｂｅｓｔ ａｎｄ ｉｔｓ
ｗｅａｒ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｍａｉｎｌｙ ａｄｈｅｓｉｖｅ ｗｅａｌ＇；ｔｈｅ
Ｕｌｌｅｖｅｎ
ｓａｍｐｌｅ
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硬质合金材料的微观结构与力学性能研究
硬质合金材料的微观结构与力学性能研究硬质合金是一种高度工程化的材料，其具有高硬度、高强度和良好的耐磨性等优良性能，被广泛应用于制造机床刀具、矿山工具和机械零件等领域。
作为一种复杂的材料，硬质合金的机理研究一直是材料科学领域的重要研究方向。
本文旨在从微观层面来探讨硬质合金材料的结构和力学性能之间的关系。
第一部分：硬质合金的组成与结构硬质合金是由一种硬质粒子和一种基体相组成的复合材料。
硬质粒子一般采用钨酸盐、钨碳化物、钨铫化物、碳化硅和氮化硅等材料，其主要作用是提高材料的硬度和耐磨性。
基体相一般采用钴、镍和铁等合金，其主要作用是提高材料的韧性和延展性。
硬质合金材料的微观结构非常复杂，其中最重要的是硬质粒子和基体相之间的界面结构。
硬质粒子与基体相之间存在不同类型的界面结构，如钴基界面、碳化物基界面、氮化物基界面等。
这些界面结构对硬质合金的力学性能具有重要影响。
第二部分：硬质合金的力学性能硬质合金的力学性能主要包括硬度、韧性、强度等指标。
硬度是硬质合金最重要的性能之一，其主要取决于硬质粒子的类型、尺寸、分布和基体相的硬度等因素。
韧性是指材料在受力作用下的抗变形能力，可用断裂韧性等指标来进行评价。
强度是指材料在受力作用下的抗拉强度、屈服强度等指标，其大小与硬质粒子与基体相之间的界面结构、分布和相对含量等因素密切相关。
在实际应用中，硬质合金的力学性能不仅仅取决于其自身的力学性能，还与应用环境、工艺工法等因素有关。
例如在制造机床刀具时，还需考虑到其使用环境的温度、润滑情况等因素，才能真正发挥其优良的工作效率。
第三部分：硬质合金力学性能的控制方法硬质合金材料的力学性能可通过多种方法来进行调控和改进。
例如通过调控硬质粒子的尺寸、分布和相对含量等因素，来改善硬质合金的硬度和耐磨性等性能。
通过优化基体相的成分和结构，可提高硬质合金的韧性和延展性等性能。
此外，还可通过加工工艺的优化，如热处理、冷加工等方法，来改善硬质合金的力学性能。
WC基硬质合金CVD涂层的组织与性能
WC基硬质合金CVD涂层的组织与性能高见;李建平;马文存;沈保罗;高升吉;易勇【期刊名称】《中国有色金属学报》【年(卷),期】2002(012)002【摘要】利用X射线衍射研究了CP3型硬质合金涂覆5层(TiC -TiNC-TiC-TiCN-TiN)硬质层的组织, 用扫描电镜观察了涂层的断口形貌, 用划痕法测定了涂层与基体的结合力, 用三点弯曲方法测定了涂覆前后硬质合金的抗弯强度, 并用Weibull 统计方法对其进行了分析. 结果表明: 涂层组织由TiC, TiC0.2N0.8和TiN组成, 涂层中无发达的柱状晶 , 涂层与基体结合良好, 涂覆后硬质合金的抗弯强度有所下降, 但分散性却减小.【总页数】3页(P331-333)【作者】高见;李建平;马文存;沈保罗;高升吉;易勇【作者单位】成都工具研究所,涂层中心,成都,610051;成都工具研究所,涂层中心,成都,610051;成都工具研究所,涂层中心,成都,610051;四川大学,金属材料系,成都,610065;四川大学,金属材料系,成都,610065;四川大学,金属材料系,成都,610065【正文语种】中文【中图分类】TG174.444;TG142.45【相关文献】1.Ni3Al含量对WC基钢结硬质合金组织与性能的影响 [J], 陈飞;龙坚战;陈冲;李强;申梦龙;夏艳萍;冉丽萍2.WC粒度对WC-15Fe-5Ni硬质合金组织与性能的影响 [J], 朱斌;柏振海;高阳;罗兵辉3.宽带激光熔覆wCp/Ni基合金梯度涂层的组织与性能 [J], 朱维东;刘其斌4.激光重熔Ni基WC涂层的组织与性能研究 [J], 王敏;郭淑兰5.WC颗粒增强Ni基合金涂层的组织与性能 [J], 宫文彪;杜辉;孙大千因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
常用的硬质合金以 WC为主要成分
常用的硬质合金以WC为主要成分，根据是否加入其它碳化物而分为以下几类：（1）钨钴类（WC+Co）硬质合金（YG）它由WC和Co组成，具有较高的抗弯强度的韧性，导热性好，但耐热性和耐磨性较差，主要用于加工铸铁和有色金属。
细晶粒的YG类硬质合金（如YG3X、YG6X），在含钴量相同时，其硬度耐磨性比YG3、YG6高，强度和韧性稍差，适用于加工硬铸铁、奥氏体不锈钢、耐热合金、硬青铜等。
（2）钨钛钴类（WC+TiC+Co）硬质合金（YT）由于TiC的硬度和熔点均比WC高，所以和YG相比，其硬度、耐磨性、红硬性增大，粘结温度高，抗氧化能力强，而且在高温下会生成TiO 2,可减少粘结。
但导热性能较差，抗弯强度低，所以它适用于加工钢材等韧性材料。
(3) 钨钽钴类（WC+TaC+Co）硬质合金（YA）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 YG3XYG6A 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 YG6AYG6X 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 YG6XYK15 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。
WCNi硬质合金的显微结构参数
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硬质合金材料性能表征项介绍概述
硬质合金材料性能表征项介绍一、物理性能的检测项目：——矫顽磁力——钴磁——密度——硬度——抗弯强度二、组织结构的检测项目：——硬质相晶粒——显微组织——宏观结构三、物理性能与品质的关系◎矫顽磁力——间接反映合金内部硬质相晶粒大小◎钴磁——间接反映合金碳量控制◎密度——合金的化学成分及内部残余孔隙◎硬度——反映合金晶粒度大小及棒料的耐磨程度◎抗弯强度——整体体现棒料综合性能四、组织结构与品质的关系◎硬质相晶粒——反映晶粒度大小、分布情况◎显微组织——孔隙、石墨、η相、混料、晶粒异常、Co池以及由η相引起的WC－Co非正常结构（控制范围）如：孔隙A02 (A类孔隙：＜10μm的孔隙)B00 （B类孔隙：10μm ～25μm的孔隙）η相E00（NaOH和K3Fe（CN）6溶液轻微腐蚀）非化合碳C00（抛光后100倍金相检测）◎宏观结构——孔洞(≥25μm)、裂纹、分层（不允许存在）1、密度（ISO 3369）密度是材料的质量与体积的比率，通常使用排水法进行测定。
密度在硬质合金工业中通常用于确定一个牌号成分的准确性。
与通常的理解不同的是，现代硬质合金的孔隙度水平不能用测量密度的方法来确定。
碳化钨（WC）的密度是15.7g/cm3，钴（Co）的密度是8.9g/cm3。
因此对于WC-Co牌号来说，随钴含量的增加，密度减小。
2、矫顽磁力（ISO3326）矫顽磁力是硬质合金中的粘结相磁化和去磁后在一个磁滞回线中的剩磁。
由于在碳化钨相平均晶粒尺寸和矫顽磁力之间有一个直接的关系，因此它在工业上是一种重要的无损试验方法。
碳化钨相越细，矫顽磁力值越高。
3、磁饱和钴是磁性的。
碳化钨晶体、立方碳化钨晶体（TiC，TaC，NbC，VC 等）是非磁性的。
因此如果一个牌号中的钴的磁饱和值被测定，然后与含纯钴的试样的对应值相比较，钴粘结相的合金化水平就可获得，这是因为与钴形成合金的元素英雄磁饱和值。
这个试验被用于确定对最佳碳含量的任何偏差，低的磁饱和和值表明碳含量/或碳化物相的存在，高的磁饱和和值表明游离碳或石墨相的存在。