W?gliki spiekane WC Co ?atwo utlenia si? i rozk?adaj? w aplikacjach wysokotemperaturowych, które maj? wiele problemów, takich jak krucho??, kruche p?kanie, zmi?kczanie podczas obróbki i ?amanie kraw?dzi itp. Nadal nie nadaj? si? do ci?cia stali z du?? pr?dko?ci?, wi?c maj? wielkie ograniczenia. Wiadomo, ?e w?gliki spiekane WC tic maj? odporno?? na zu?ycie, odporno?? na utlenianie i odporno?? na zu?ycie kraterowe.

Jednak ze wzgl?du na fakt, ?e tik i jego sta?e rozwi?zanie s? znacznie bardziej kruche ni? WC, stop ten ma równie? stosunkowo du?e wady, to znaczy wytrzyma?o?? i spawalno?? stopu s? s?abe. Ponadto, gdy zawarto?? TiC przekracza 18%, stop jest nie tylko kruchy, ale tak?e trudny do spawania. Ponadto tik nie mo?e znacznie poprawi? wydajno?ci w wysokich temperaturach.

TAC mo?e nie tylko poprawi? odporno?? na utlenianie w?glika spiekanego, ale tak?e zahamowa? wzrost ziarna WC i tiki. Jest to praktyczny w?glik, który mo?e poprawi? wytrzyma?o?? w?glika spiekanego bez zmniejszania odporno?ci na zu?ycie w?glika spiekanego. TAC mo?e zwi?kszy? wytrzyma?o?? w?glika spiekanego przez dodanie TAC do w?glika spiekanego WC tic. Dodatek TAC pomaga obni?y? wspó?czynnik tarcia, a tym samym obni?y? temperatur? narz?dzia. Stop mo?e wytrzyma? du?e obci??enie udarowe w temperaturze ci?cia. Temperatura topnienia TAC wynosi a? 3880 ℃. Dodatek TAC jest bardzo korzystny dla poprawy wydajno?ci stopu w wysokich temperaturach. Nawet w 1000 ℃ nadal mo?e utrzyma? dobr? twardo?? i wytrzyma?o??.

Tic i TAC s? nierozpuszczalne w WC, podczas gdy WC jest rozpuszczalne w tic. Rozpuszczalno?? WC w ci?g?ym sta?ym roztworze utworzonym przez TAC wynosi oko?o 70wt%. Rozpuszczalno?? WC w roztworze sta?ym maleje wraz ze wzrostem zawarto?ci TAC. W?a?ciwo?ci stopów WC tic tac Co uzyskuje si? g?ównie poprzez dostosowanie tic + TAC, stosunku liczby atomów Ti do liczby atomów ta i zawarto?ci kobaltu. Kiedy ustalono stosunek liczby atomów Ti do liczby atomów ta i zawarto?ci kobaltu, przedmiotem badań sta?o si? dostosowanie zawarto?ci TiC + TAC w celu osi?gni?cia najlepszej wydajno?ci.

1. Surowcami stosowanymi w tym do?wiadczeniu s?: proszek WC, proszek w?glika z?o?onego [(W, Ti, TA) C] proszek i proszek Co. Sk?ad chemiczny i ?redni rozmiar cz?stek pokazano w tabeli 1.

Tabela 1 Sk?ad i ?rednia wielko?? cz?stek surowców

Po dozowaniu proszku zgodnie ze standardow? tabel? 2, jest on mielony i mieszany w m?ynie kulowym planetarnym nd7-2l przez 34 godziny, stosunek masowy materia?u kuli wynosi 5: 1, ?rodkiem miel?cym jest alkohol, dodawana ilo?? wynosi 450 ml / kg, szybko?? mielenia wynosi 228 obr / min, a parafin? 2wt% dodaje si? na cztery godziny przed końcem mielenia. Zawiesin? nale?y przesia? (325 oczek), suszy? pró?niowo, przesia? (150 oczek) i prasowa? do kszta?tu po suszeniu, ci?nienie prasowania wynosi 250 MPa, a wielko?? ?lepej próby wynosi (25 x 8 x 6,5) mm. Prasowane próbki spiekano w pró?niowym piecu do spiekania vsf-223 w temperaturze 1420 ℃ przez 1 godzin?.

Tabela 2 stosunek sk?adu stopu %

Metod? zginania trzypunktowego zastosowano do okre?lenia wytrzyma?o?ci na zginanie spiekanej próbki na cyfrowym testerze wytrzyma?o?ci na ?ciskanie sgy-50000. Końcowymi danymi wytrzyma?o?ciowymi by?a ?rednia warto?? z trzech próbek. Twardo?? HRA próbki zosta?a zmierzona za pomoc? testera twardo?ci Rockwella. Zastosowano diamentowy wg??bnik sto?kowy o obci??eniu 600 N i k?cie sto?ka 120 °.

Magnetyzm kobaltu jest mierzony za pomoc? testera magnetycznego kobaltu, a si?a koercji jest mierzona za pomoc? miernika si?y koercji. Po zmieleniu powierzchni próbki na powierzchni lustrzanej, powierzchnia lustrzana jest skorodowana mieszanin? równej obj?to?ci roztworu wodorotlenku sodu 20% i roztworu cyjanku potasu 20%, a nast?pnie obserwacj? metalurgiczn? przeprowadza si? na skaningowym mikroskopie elektronowym 4000 razy. W?a?ciwo?ci magnetyczne Do w?a?ciwo?ci magnetycznych nale?? ko magnetyczny com i si?a koercyjna HC. Com oznacza zawarto?? w?gla w stopie, HC oznacza wielko?? ziaren WC. Zgodnie z krajow? norm? gb3848-1983 okre?la si? magnetyzm kobaltu i si?? przymusu stopu, a wyniki przedstawiono w tabeli 3. Z tabeli 3 mo?na zobaczy?, ?e wzgl?dne nasycenie magnetyczne COM / CO i si?a przymusu HC spadaj? wraz ze wzrostem zawarto?ci w?glika zwi?zku (W, Ti, TA) C.

Tabela 3 wyników testu magnetyzmu kobaltowego i si?y koercyjnej tytanianu kobaltu wolframu

Mówi?c ogólnie, kontrola zawarto?ci COM w stosunku do 85% kobaltu w celu zapewnienia, ?e stop nie ulega odw?gleniu, stosunek COM / CO w grupie 1 jest znacznie ni?szy ni? 85%, a jego HC jest równie? wyj?tkowo wysoki. W stopie pojawia si? niemagnetyczna faza η (co3w3c), która nale?y do powa?nej struktury dezodoryzuj?cej. Dlatego omówimy tylko grupy 2, 3 i 4:

W tym eksperymencie ca?kowita zawarto?? w?gla w 2, 3 i 4 grupach stopu wynosi 7,18wt%, 7,61wt%, 8,04wt%, ca?kowita zawarto?? w?gla z kolei wzrasta, a HC z kolei maleje. Wielko?? si?y koercyjnej zale?y od stopnia rozproszenia fazy kobaltowej i zawarto?ci w?gla w stopie. Im wy?szy stopień dyspergowania fazy kobaltowej, tym wi?ksza jest si?a koercji stopu. Stopień dyspergowania fazy kobaltowej zale?y od zawarto?ci kobaltu i wielko?ci ziarna WC stopu. Po okre?leniu zawarto?ci kobaltu im drobniejsze ziarno WC, tym wi?ksza jest si?a koercyjna. Dlatego HC mo?e by? stosowany jako wska?nik do po?redniego pomiaru wielko?ci ziaren WC

Zawarto?? w?gla wp?ywa na sta?y roztwór wolframu w kobalcie. Wraz ze wzrostem zawarto?ci w?gla zmniejsza si? zawarto?? wolframu w fazie kobaltowej. Sta?e rozwi?zanie wolframu w kobalcie to 4wt% w stopie bogatym w w?giel i 16wt% w stopie z niedoborem w?gla. Poniewa? w mo?e hamowa? rozpuszczanie i wytr?canie WC w fazie γ, WC jest rafinowany, a HC jest wysoki, wi?c z kolei ca?kowita zawarto?? w?gla wzrasta, ziarno WC zgrubia i zmniejsza si? HC. 2.2 Wyniki badań twardo?ci i wytrzyma?o?ci na zginanie wp?ywu mikrostruktury na w?a?ciwo?ci mechaniczne stopu pokazano na rycinie 1. Wytrzyma?o?? na zginanie wzrasta wraz ze wzrostem zawarto?ci C w?glika zwi?zku (W, Ti, TA ), podczas gdy twardo?? jest odwrotna.

Ryc. 1 wyniki badania twardo?ci i wytrzyma?o?ci na zginanie tytanianu kobaltu wolframu

Wraz ze spadkiem zawarto?ci C w w?glikach zwi?zków (W, Ti, TA), HC wzrasta, to znaczy rozdrobnienie ziarna WC. Twardo?? wzrasta wraz z rozdrabnianiem ziaren WC, gdy zawarto?? kobaltu jest sta?a. Dzieje si? tak, poniewa? stop jest wzmacniany przez granic? ziarna i granic? faz, a udoskonalenie ziarna w?glika zwi?kszy jego rozpuszczalno?? w fazie wi?zania, a tak?e zwi?kszy si? twardo?? fazy γ, co doprowadzi do wzrostu twardo?ci ca?ego stopu.

Jednak wp?yw wielko?ci ziaren WC na odporno?? na kruche p?kanie jest bardziej z?o?ony. W przypadku stopu o wielko?ci ziaren mniejszej ni? submikron, g?ównymi p?kni?ciami wg??bienia s? ugi?cie p?kni?cia (mi?dzykrystaliczne) i mostkowanie wytrzyma?o?ci, z niewielk? ilo?ci? p?kni?cia transgranularnego.

Gdy wielko?? cz?stek WC staje si? drobniejsza, prawdopodobieństwo defektów w ziarnach maleje, a si?a cz?stek ro?nie, co powoduje zmniejszenie z?amania transgranularnego i wzrost p?kni?cia mi?dzykrystalicznego. W przypadku stopu o du?ych rozmiarach ziarna istniej? tylko cztery niezale?ne systemy po?lizgu w krysztale WC. Wraz ze wzrostem wielko?ci ziaren WC wzrasta ugi?cie i rozwidlenie p?kni?cia, co powoduje zwi?kszenie powierzchni p?kni?cia i hartowanie. Dlatego nie jest dok?adne ocenianie wytrzyma?o?ci na zginanie tylko na podstawie wielko?ci ziarna, a jego mikrostruktura równie? powinna zosta? przeanalizowana.

Metalurgiczn? struktur? w?glika spiekanego z czterema ró?nymi sk?adnikami w?glików (W, Ti, TA) C pokazano na rycinie 2. Wraz ze wzrostem zawarto?ci (W, Ti, TA) C kszta?t WC ma tendencj? do regularno?ci. Wi?kszo?? WC na ryc. 2a to nieregularne d?ugie pr?ty u?o?one intensywnie. ?rednia wielko?? ziaren WC jest wzgl?dnie drobna, ale jej s?siedni stopień jest wysoki, co jest spowodowane niewystarczaj?c? krystalizacj? WC, faza kobaltowa nie owija ca?kowicie WC, a grubo?? jest nierównomierna. I s? gruboziarniste trójk?tne ziarna WC. Gdy faza η rozk?ada si?, wytr?ca si? CO, co powoduje lokalne wzbogacenie. W tym samym czasie W i C wytr?caj? si? na otaczaj?cych ziarnach WC, tworz?c gruboziarniste trójk?tne ziarna WC. Na rysunku 2a-2d wida?, ?e kszta?t, rozmiar i rozk?ad ziaren WC maj? oczywiste zmiany. Ziarna WC maj? tendencj? do regularnego kszta?tu p?ytki, zmniejsza si? przyleganie zgrubne ziaren i wzrasta ?rednia swobodna ?cie?ka λ fazy wi?zania. Na rysunku 2D ziarna WC s? dobrze rozwini?te, z w?skim rozk?adem wielko?ci cz?stek, niskim gruboziarnistym s?siednim stopniem ziaren, du?? ?redni? swobodn? ?cie?k? λ fazy wi?zania, z których wi?kszo?? wynosi oko?o 1,0 μm p?ytki WC i niewielk? ilo?? trójk?ta WC oko?o 200 nm, z których wszystkie s? rozk?adem dyspersji.

Ryc. 2 obraz metalograficzny zawarto?ci C ró?nych w?glików z?o?onych (W, Ti, TA) w w?gliku spiekanym

Wytr?canie rozpuszczaj?ce si? WC zachodzi w procesie spiekania, co powoduje, ?e WC o wy?szej energii (ma?e cz?stki, kraw?dzie i rogi powierzchni cz?stek, wybrzuszenia i punkty kontaktowe) rozpuszczaj? si? preferencyjnie, a WC rozpuszcza si? w fazie ciek?ej na powierzchni du?e WC po wytr?ceniu, co powoduje znikni?cie ma?ego WC i zwi?kszenie du?ego WC oraz sprawia, ?e cz?steczki gromadz? si? bardziej szczelnie w zale?no?ci od adaptacji kszta?tu, sprawia, ?e powierzchnia cz?stek jest g?adka, i sprawia, ?e dwa WCS Skraca si? odleg?o?? mi?dzy nimi .

W procesie spiekania niskostopowego stopu kobaltu, wraz ze wzrostem ca?kowitej zawarto?ci w?gla, wzrostem ilo?ci fazy ciek?ej i czasem retencji wzrostu fazy ciek?ej, proces wytr?cania rozpuszczania WC jest bardziej pe?ny, ziarna WC rozwijaj? si? ca?kowicie, powierzchnia jest bardziej g?adka, a rozk?ad wielko?ci cz?stek jest bardziej jednorodny. Ponadto wraz ze wzrostem ca?kowitej zawarto?ci w?gla w stopie maleje sta?y roztwór W w CO, a spadek zawarto?ci W w fazie wi?zania poprawi plastyczno?? fazy wi?zania, zwi?kszaj?c w ten sposób wytrzyma?o?? na zginanie w?glik spiekany. Dlatego wytrzyma?o?? na zginanie wzrasta wraz ze wzrostem ca?kowitej zawarto?ci w?gla.

wniosek

(1) Gdy zawarto?? CO jest sta?a, wraz ze wzrostem zawarto?ci w?glika zwi?zku (W, Ti, TA) C, ca?kowita zawarto?? w?gla w stopie wzrasta, zmniejsza si? HC, zgrubne ziarno WC, zmniejsza si? w roztwór w CO, i twardo?? stopu maleje.

(2) Struktura metalograficzna stopu jest ?ci?le zwi?zana z ca?kowit? zawarto?ci? w?gla w stopie. Zwi?ksza si? zawarto?? w?glika z?o?onego (W, Ti, TA) C, wzrasta ca?kowita zawarto?? w?gla w stopie, maleje przyleg?o?? ziarna WC, zaw??a si? rozk?ad wielko?ci cz?stek, wzrasta ?rednia droga swobodna λ fazy wi?zania i wytrzyma?o?? na zginanie wzrasta.

(3) Najlepsza mikrostruktura i w?a?ciwo?ci wcta s? nast?puj?ce: gdy ca?kowita zawarto?? w?gla wynosi 8,04wt%, twardo?? wynosi 91,9 godziny, a wytrzyma?o?? na zginanie wynosi 1108 mpa.