鋼結(jié)硬質(zhì)合金-碳鋼復(fù)合材料界面的組織及性能研究.pdf

1、本文采用爆炸壓實、液相燒結(jié)制備鋼結(jié)硬質(zhì)合金/碳鋼復(fù)合材料，重點研究液相燒結(jié)工藝、熱處理工藝對鋼結(jié)硬質(zhì)合金覆層和界面區(qū)域的硬度、組織結(jié)構(gòu)以及界面的結(jié)合強度的影響。得到如下結(jié)論： 鋼結(jié)硬質(zhì)合金/碳鋼的液相燒結(jié)，在燒結(jié)溫度為1350℃、保溫時間為60min時，鋼結(jié)硬質(zhì)合金覆層的孔隙度較小，致密性較好，粘結(jié)相組織為珠光體，硬度值較高，粘結(jié)相顯微硬度達到最大值442.5HV0.1。建立了鋼結(jié)硬質(zhì)合金覆層在液相燒結(jié)過程中的收縮致密化理論模型

2、。 在最佳燒結(jié)工藝下燒結(jié)后，鋼結(jié)硬質(zhì)合金/碳鋼的界面處形成一個過渡區(qū)，過渡區(qū)的組織為層片狀珠光體，過渡層厚度約為38μm，在界面區(qū)域Fe、Cr、W、C等主要元素均發(fā)生了擴散，在界面微區(qū)處有新相Fe3W3C、M23C6生成。對界面結(jié)合機制的研究發(fā)現(xiàn)，界面結(jié)合是擴散型和化合型的混合型結(jié)合機制。鋼結(jié)硬質(zhì)合金/碳鋼復(fù)合材料可以達到較好的冶金結(jié)合，界面的剪切強度較高，達到106MPa，在界面區(qū)域存在一個從鋼結(jié)硬質(zhì)合金覆層的高顯微硬度到碳鋼

3、低顯微硬度漸變的狹窄區(qū)域。 淬火低溫回火熱處理使鋼結(jié)硬質(zhì)合金覆層的粘結(jié)相、界面過渡區(qū)的組織由珠光體轉(zhuǎn)變?yōu)榛鼗瘃R氏體，XRD檢測發(fā)現(xiàn)，經(jīng)熱處理后，有新相Fe2W2C生成，熱處理使鋼結(jié)硬質(zhì)合金覆層的硬度明顯提高，在1050℃淬火、180℃回火時鋼結(jié)硬質(zhì)合金覆層的微觀組織形態(tài)較好，硬度值最高，粘結(jié)相的顯微硬度值達到624.35 HV0.1，覆層的HRC達到57.5，界面結(jié)合強度達到125MPa，較燒結(jié)態(tài)稍高，界面區(qū)域的硬度值較燒結(jié)態(tài)有