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          硬质合金抗弯强度及其分散性的研究

          作者: 来源: 日期:2017-03-20 17:13:21 人气:1015
              1、硬质合金具有硬度高、耐磨性好等特点,是机械、冶金、矿山开采、石油钻探、化工、纺织、军工等行业不可缺少的工具材料。由于硬质合金材料脆性较大,因此开发应用时对其抗弯强度的研究非常重要。大量研究表明,硬质合金的抗弯强度与材料中碳化物和粘结相的种类、含量和粒度、合金的含碳量、烧结工艺、热处理工艺、组织缺陷(如空洞、粗大碳化物、粘结相池、夹杂物等)以及试样的表面状态和残余应力等因素密切相关。有关研究发现,脆性较大的材料具有较大的强度分散性,但关于硬质合金抗弯强度分散性的研究尚未见报道。笔者通过抗弯强度试验,对WC的粒度和粒度均匀性对硬质合金抗弯强度及其分散性的影响进行了研究。

              2、抗弯强度试验 
              材料成分:基体为WC,粘结相为Co(8wt%)。 
              试样尺寸:5.25mm×6.5mm×20mm。 
              试验参数:在WB-100 型万能试验机上测定硬质合金模具的抗弯强度,测试跨距为14.5±0.5mm,十字头加力速度为200N/min。

              3、试验结果与分析
              WC颗粒平均尺寸对硬质合金抗弯强度的影响 
              通过试验得到该硬质合金的平均抗弯强度sm与WC颗粒平均尺寸d的关系见图1。由图可见,该硬质合金的平均抗弯强度随WC颗粒平均尺寸的减小而升高。 
              WC颗粒均匀性对硬质合金抗弯强度的影响 
              通过试验得到硬质合金中WC颗粒均匀性对硬质合金抗弯强度的影响见图2。由图可见,该硬质合金的平均抗弯强度随WC颗粒均匀性变好(WC颗粒欠均匀→存在个别大颗?!鶺C颗粒均匀)而升高。 
              Weibull统计分析 
              为了分析脆性材料强度的分散性,ASTM标准推荐使用Weibull统计方法来分析先进陶瓷材料的单轴强度以及复合材料强度。因此,我们引入两参数Weibull分布函数对本试验中硬质合金抗弯强度的分散性进行分析。 

              4、结论
              根据试验结果和理论分析,可得出如下结论: 
              硬质合金抗弯强度的平均值随WC颗粒平均尺寸的减小而增大,但抗弯强度的分散性也随之增大。 
              硬质合金抗弯强度的平均值随WC粒度的均匀性变好而增大,且抗弯强度的分散性随之减小。
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