添加劑對超粗晶及特粗晶硬質(zhì)合金耐腐蝕性能的影響.pdf

1、超粗晶、特粗晶硬質(zhì)合金是指合金中WC晶粒度為5.0～7.9μm、8.0～14μm的硬質(zhì)合金。超粗晶、特粗晶硬質(zhì)合金應(yīng)用于極端工況條件下，其服役環(huán)境嚴苛，合金若與腐蝕介質(zhì)接觸并發(fā)生腐蝕，腐蝕和磨蝕結(jié)合起來會加速合金的失效，縮短合金的使用壽命。超粗晶、特粗晶硬質(zhì)合金耐腐性能改善方法的研究是合金質(zhì)量改進的一個重要部分，其耐腐蝕性能應(yīng)受到足夠的重視。
　　 研究了WC-8.4Co、WC-8.4Co-0.4Cr3C2、 WC-8.4Co-

2、0.4VC、WC-8.4Co-0.4TaC、 WC-8.4Co-0.7Cr3C2、 WC-8.4Co-0.7Mo2C、WC-8.4Co-0.4Cr3C2-0.05RE以及WC-8.4Co-0.4VC-0.05RE(RE為混合稀土)等八組超粗晶、特粗晶硬質(zhì)合金的耐腐蝕性能。采用電化學方法（包括Tafel曲線和電化學阻抗譜）研究了八組合金在pH=1的H2SO4溶液、pH=7的Na2SO4溶液以及pH=13的NaOH溶液等三種腐蝕溶液中的電化

3、學腐蝕行為，同時研究了合金在700℃下連續(xù)氧化16h的氧化行為。采用X射線光電子能譜儀(XPS)以及掃描電鏡(SEM)對合金的腐蝕表面進行了分析，主要結(jié)論如下:
　　 1.電化學實驗結(jié)果表明，在三種腐蝕溶液中，添加量為0.4wt％時，Cr3C2相對于VC、TaC改善超粗晶、特粗晶硬質(zhì)合金耐腐蝕性能的效果最好。添加量為0.7wt％時，在pH=7的Na2SO4溶液以及pH=13的NaOH溶液中Cr3C2改善合金耐腐蝕性能的效果優(yōu)于M

4、o2C，在pH=1的H2SO4溶液中后者的改善效果較好。RE添加量為0.05wt％時，可以改善WC-8.4Co-0.4Cr3C2及WC-8.4Co-0.4VC合金在pH=1的H2SO4溶液以及pH=13的NaOH溶液中的耐腐蝕性能。
　　 2.實驗所用的八組合金在pH=13的NaOH溶液中的耐腐蝕性能均優(yōu)于其在pH=1的H2SO4溶液中的耐腐蝕性能。結(jié)合XPS分析與電化學腐蝕實驗，腐蝕機理為:在三種溶液中，由于WC和Co之間的電

5、位差，Co粘結(jié)相被優(yōu)先腐蝕，產(chǎn)生活性溶解，而且Co在中性溶液以及堿性溶液中的溶解速率小于其在酸性溶液中的溶解速率;Co粘結(jié)相被腐蝕后裸露出來的部分WC骨架發(fā)生了氧化，酸性溶液中發(fā)生氧化的WC比堿性溶液中多，故合金在堿性溶液中的耐腐蝕性能優(yōu)于其在酸性溶液中的耐腐蝕性能。添加劑改善超粗晶、特粗晶硬質(zhì)合金的耐腐蝕性能是由于其固溶于Co粘結(jié)相中，與溶液接觸時形成了鈍化膜，在一定程度上阻礙了腐蝕溶液對合金的進一步腐蝕。
　　 3.高溫氧化