Nghi?n ??t có th? nghi?n các pha c?ng (ch? y?u là pha WC) ??n kích th??c h?t yêu c?u và ??t tr?ng thái tr?n ??u v?i b?t Co trong ph?m vi nh?, có ??c tính nén và thiêu k?t t?t. Vì v?y, th?i gian nghi?n ??t c?ng là m?t trong nh?ng th?ng s? quan tr?ng trong quá trình ch? t?o h?p kim c?ng. Bài vi?t này ch? y?u nghiên c?u ?nh h??ng c?a th?i gian nghi?n ??t ??n vi c?u trúc và tính ch?t c?a h?p kim c?ng.

V?t li?u thí nghi?m nghi?n ??t và ph??ng pháp

B?t composite WC-Co tái ch? ???c s?n xu?t b?ng ph??ng pháp n?u ch?y k?m ?? ???c s? d?ng làm v?t li?u thí nghi?m và thành ph?n c?a nó ???c trình bày trong B?ng 1.

Phan tích kích th??c h?t laser cho th?y ???ng kính trung bình là 3,46μm, v?i ph?m vi phan b? kích th??c h?t h?p và kích th??c h?t t??ng ??i t?p trung. Hình 1 th? hi?n ?nh SEM v? hình thái ban ??u c?a b?t composite WC-Co.

T? Hình 1, có th? th?y r? r?ng b?t tái ch? có ?? k?t t? nh? và hình thái c?a nó ch? y?u là hình tam giác ho?c hình ch? nh?t v?i các c?nh nh?n, v?n gi? ???c ??c tính c?a h?t WC trong h?p kim c?ng. Kích th??c h?t trung bình c?a b?t là kho?ng 3μm, phù h?p v?i k?t qu? thu ???c t? phan tích kích th??c h?t b?ng laser.

 

Hình 2 cho th?y ph? XRD c?a b?t composite WC-Co.

K?t qu? th?c nghi?m và th?o lu?n v? th?i gian xay ??t

Hình 3 th? hi?n hình thái c?a b?t composite WC-Co sau các l?n nghi?n ??t khác nhau. Nh? th? hi?n trên Hình 3(a), khi nghi?n ??t trong 18 gi?, kích th??c b?t t??ng ??i l?n và phan b? kh?ng ??u, cho th?y hi?u qu? nghi?n ??t là kh?ng ly t??ng và s? va ch?m gi?a bi nghi?n và b?t trong thùng là kh?ng ??, và vi?c sàng l?c b?t là kh?ng ??. Sau khi nghi?n ??t trong 24 gi? (Hình 3(b)), ng??i ta nh?n th?y kích th??c b?t gi?m nhanh và ?? m?n r? ràng nh?ng ?? ??ng ??u còn h?n ch?. Có th? th?y, hi?n t??ng phan m?nh b?t ch? y?u x?y ra do s? va ch?m và ma sát l?p ?i l?p l?i c?a các viên bi nghi?n, d?n ??n v? các h?t l?n thành các h?t nh? h?n. Ti?p t?c nghi?n ??t ??n 30 gi? (Hình 3(c)), có th? nh?n th?y kích th??c b?t kh?ng có nhi?u thay ??i nh?ng ?? ??ng ??u và hình thái ?? ???c c?i thi?n, v?i kích th??c h?t trung bình t? 1 ??n 2 μm. ?i?u này cho th?y b?t ??t ??t trong 30 gi? có kích th??c và hình thái h?t t??ng ??i ly t??ng. Ngoài vi?c b? v?, b?t ch? y?u b? mòn (các góc WC b? mòn, t?o thành b?t m?n). Cu?i cùng, sau khi nghi?n ??t trong 36 gi?, r? ràng là b?t kh?ng nh?ng kh?ng ???c tinh ch? thêm mà còn xu?t hi?n hi?n t??ng k?t t? B (xem Hình 3(d)).

 

C?n l?u y r?ng b?t kh?ng th? ???c tinh ch? v? h?n trong quá trình nghi?n bi. Trong quá trình nghi?n bi, khi kích th??c h?t c?a b?t gi?m, di?n tích b? m?t riêng c?a b?t t?ng theo c?p s? nhan, th? hi?n n?ng l??ng b? m?t cao và kh? n?ng ph?n ?ng t?ng m?nh, d? k?t t? và liên k?t v?i các lo?i b?t khác ?? ch?ng l?i s? t?ng t?ng kh?i l??ng. n?ng l??ng. K?t qu? là, m?t m?t, n?ng l??ng bên ngoài ???c ??a vào b?t, khi?n b?t ???c tinh ch?; m?t khác, b?t k?t t? và t?o thành c?c, làm gi?m n?ng l??ng c?a h? th?ng. Sau tác ??ng k?t h?p c?a hai xu h??ng này, tr?ng thái can b?ng ??ng ??t ???c gi?a chúng và kích th??c h?t trung bình c?a b?t cu?i cùng s? ?n ??nh trong m?t ph?m vi nh?t ??nh. Trong thí nghi?m này, b?t ???c nghi?n bi trong 30 gi? và có ?? ??ng ??u t?t, kích th??c h?t ??t giá tr? can b?ng (1-2 μm).

Hình 4 cho th?y các m?u XRD c?a cacbua xi m?ng tái sinh thiêu k?t v?i th?i gian nghi?n ??t khác nhau. Nh? th? hi?n trên hình, khi nghi?n ??t trong 18 gi?, h?p kim ch?a pha t?p ch?t cacbon nguyên t? (C); khi quá trình nghi?n ??t ti?p t?c, nguyên t? cacbon bi?n m?t. ?i?u này cho th?y h?p kim ???c cacbon hóa(chǎn) nh? trong quá trình nghi?n ??t trong 18 gi? và khi th?i gian nghi?n ??t kéo dài, b?t ???c tinh ch? và b? m?t h?p th? nhi?u oxy h?n, d?n ??n hàm l??ng oxy trong h?n h?p t?ng lên. Trong quá trình thiêu k?t, m?t ph?n carbon ???c tiêu th?, d?n ??n s? hình thành c?u trúc hai pha tinh khi?t c?a WC và Co trong h?p kim và kh?ng tìm th?y pha t?p ch?t nào khác.

Hình 5 cho th?y các hình ?nh kim lo?i c?a cacbua xi m?ng sau khi ?n mòn ? các th?i ?i?m nghi?n ??t khác nhau. So sánh Hình 5 (a) v?i (d), có th? th?y r?ng trong quá trình thiêu k?t (1723 K, áp su?t), c?u trúc h?p kim t?t và kh?ng tìm th?y khuy?t t?t nào nh? h?t WC và v?ng coban l?n b?t th??ng. Kích th??c h?t c?a h?p kim nh? h?n m?t chút v?i hình thái ?a giác sau khi nghi?n ??t trong 24 gi? so v?i 18 gi? và pha Co ???c phan b? ??u. Khi quá trình nghi?n ??t ti?p t?c, kh?ng có s? thay ??i ?áng k? v? kích th??c h?t nh?ng ?? ??ng ??u ???c c?i thi?n ??i chút. Khi nghi?n ??t trong 36 gi?, ng??i ta th?y r?ng các h?t WC ?? phát tri?n nh?, ?i?u này có th? liên quan ??n s? k?t t? m?t ph?n c?a b?t trong quá trình nghi?n ??t.

?i?u ?áng chú y là khi th?i gian nghi?n ??t t?ng lên, ?? b?n c?a h?p kim có xu h??ng t?ng liên t?c, nh?ng m?c ?? t?ng ngày càng nh? h?n. Nói chung, ??i v?i cùng hàm l??ng Co và kh?ng có khuy?t t?t r? ràng, ?? b?n c?a h?p kim có liên quan ??n s? phan b? các l? chan l?ng siêu nh? bên trong và kích th??c h?t WC. Khi nghi?n ??t trong 18 gi?, do th?i gian ng?n nên v?t li?u tr?n kh?ng ??u, ?? tinh luy?n b?t kh?ng ??, kích th??c h?t l?n và phan b? kh?ng ??ng ??u, d?n ??n d? hình thành các l? chan l?ng siêu nh? trong quá trình thiêu k?t, do ?ó ?? b?n h?p kim kh?ng cao. Ti?p t?c nghi?n ??t s? phá v? các h?t b?t h?n n?a, t?ng s? l??ng h?t WC m?n, thu h?p s? phan b? kích th??c h?t WC theo h??ng ??ng nh?t và lo?i b? các h?t WC th?, v?n là nguyên nhan chính gay ra v?t n?t, d?n ??n t?ng ?? b?n u?n c?a h?p kim.

Trong các h?p kim WC-Co có cùng hàm l??ng Co, l?c c??ng b?c c?a h?p kim t? l? ngh?ch v?i kích th??c và phan b? h?t WC, phù h?p v?i m? t? trong Hình 5.

Hình 6 cho th?y s? phan b? c??ng ?? u?n c?a cacbua xi m?ng tái sinh v?i th?i gian nghi?n ??t khác nhau. D?a trên Hình 6, có th? quan sát ???c ph?m vi giá tr? c??ng ?? c?a t?ng h?p kim, ?i?u này mang l?i s? thay ??i v? c??ng ?? c?a các m?u th?ng kê. T? hình v? có th? th?y có nhi?u s? trùng l?p và phan tán trong k?t qu? th?c nghi?m. Có th? d? dàng nh?n th?y r?ng khi kéo dài th?i gian nghi?n ??t, kh?ng ch? ?? b?n c?a h?p kim t?ng lên mà ph?m vi dao ??ng c?ng tr? nên h?p h?n và m?i giá tr? c??ng ?? c?ng g?n nhau h?n. ?i?u này ch? ra r?ng vi?c kéo dài th?i gian nghi?n ??t có th? làm gi?m s? r?i r?c trong phan b? c??ng ?? c?a cacbua xi m?ng tái sinh.

 

S? k?t lu?n

Trong các ?i?u ki?n thí nghi?m c?a nghiên c?u này, ?nh h??ng c?a các th?i gian nghi?n ??t khác nhau ??n c?u trúc vi m? và tính ch?t c?a b?t composite WC-8Co tái ch? và h?p kim c?ng thiêu k?t ?? ???c nghiên c?u và rút ra các k?t lu?n sau:

1. Nghi?n ??t liên t?c trong 30 gi? v?i t? l? bi-b?t là 3:1 t?o ra b?t composite m?n và phan b? ??ng ??u v?i kích th??c h?t trung bình là 1-2 μm, theo quan sát c?a SEM.
2. Trong ?i?u ki?n nghi?n ??t liên t?c trong 36 gi? v?i t? l? bi-b?t là 3:1 và quá trình thiêu k?t (1723 K trong 1 gi? v?i áp su?t 5 MPa), h?p kim th? hi?n các ??c tính toàn di?n t?t nh?t. M?t ?? c?a nó là 14,71 g/cm3, HRA90,1, c??ng ?? trung bình là 3560 MPa, t? tính coban là 7,2% và ?? c??ng b?c là 15,8 kA/m.
3. Phan tích s? phan b? c??ng ?? c?a h?p kim v?i các th?i gian nghi?n ??t khác nhau cho th?y trong m?t ph?m vi nh?t ??nh, vi?c kéo dài th?i gian nghi?n ??t có th? làm gi?m s? r?i r?c trong phan b? c??ng ?? c?a h?p kim c?ng tái ch?.