YG8硬質(zhì)合金的熱疲勞性能研究.pdf

1、YG8牌號(hào)硬質(zhì)合金以其優(yōu)良的綜合性能在切削工具、鑿巖工具、耐磨零件、高溫高壓合成零件等方面有著廣泛的運(yùn)用，但是硬質(zhì)合金的斷裂一直困擾著其應(yīng)用發(fā)展，而絕大多數(shù)的斷裂是由疲勞引起的。硬質(zhì)合金的實(shí)際服役條件常牽涉到循環(huán)的溫度變化，因此對(duì)其熱疲勞性能的研究相當(dāng)迫切。而目前對(duì)YG8硬質(zhì)合金熱疲勞性能的影響因素進(jìn)行系統(tǒng)研究的較少，因此，本課題具有相當(dāng)?shù)膶?shí)際研究?jī)r(jià)值。
　　 本實(shí)驗(yàn)在接近材料實(shí)際工況的試驗(yàn)條件下，對(duì)熱疲勞裂紋萌生及擴(kuò)展規(guī)律進(jìn)行

2、研究，選用帶預(yù)制缺口的熱疲勞試樣，以缺口根部出現(xiàn)的裂紋為主裂紋，裂紋長(zhǎng)度為0.15mm時(shí)作為熱疲勞裂紋萌生階段；裂紋長(zhǎng)度大于0.15mm以后為熱疲勞裂紋擴(kuò)展階段；通過光學(xué)顯微鏡、SEM、硬度以及熱疲勞試驗(yàn)等研究了冷卻介質(zhì)、熱循環(huán)上限溫度對(duì)熱疲勞性能的影響以及熱疲勞裂紋萌生和擴(kuò)展的機(jī)制。
　　 在本研究條件下，得到以下主要結(jié)論：
　　 1、冷卻介質(zhì)對(duì)熱疲勞性能影響顯著：YG8硬質(zhì)合金在中性介質(zhì)中具有最好的抗熱裂紋擴(kuò)展能力；

3、在同樣循環(huán)次數(shù)下在pH=5.2的鹽酸溶液中冷卻先出現(xiàn)裂紋，且擴(kuò)展速率較快，在pH=8.8的氫氧化鈉溶液中次之，水(pH=7.4)冷卻是三者中抗熱疲勞性能最好。
　　 2、YG8硬質(zhì)合金熱疲勞裂紋的擴(kuò)展方式受冷卻介質(zhì)影響：在中性介質(zhì)中，主要為WC相缺少Co粘結(jié)相的粘接作用而不斷被剝落產(chǎn)生微孔洞，隨著微孔洞尺寸不斷變大，相鄰的孔洞將相連形成微裂紋；在腐蝕介質(zhì)中，疲勞裂紋形成過程變得十分復(fù)雜，裂紋的產(chǎn)生主要有由于Co粘結(jié)相的被剝落產(chǎn)生

4、微孔洞的連接而形成裂紋，由冷卻介質(zhì)或氧化作用產(chǎn)生的腐蝕坑產(chǎn)生的裂紋，繞過大尺寸的團(tuán)聚物。
　　 3、熱循環(huán)上限溫度Tmax對(duì)熱疲勞性能有顯著的影響：熱循環(huán)溫度越高，裂紋萌生孕育期越短，裂紋擴(kuò)展速率越快；400℃→10℃循環(huán)時(shí)，裂紋主要為微小裂紋的連通，硬度下降緩慢，550℃→10℃、650℃→10℃循環(huán)時(shí)，裂紋主要為氧化腐蝕坑的連通，硬度下降速率最快，750℃→10℃循環(huán)時(shí)，氧化嚴(yán)重，氧化腐蝕坑是斷口二次裂紋源，也是斷口二次裂紋