WC Co sinterlenmiş karbürler, kırılganlık, gevrek kırılma, işleme yumuşaması ve kenar kırılması gibi birçok sorunu olan yüksek sıcaklık uygulamalarında oksitlenmesi ve ayrışması kolaydır. Hala çeliğin yüksek hızda kesilmesi için uygun değillerdir, bu nedenle büyük sınırlamalar. WC tic co semente karbürlerin aşınma direncine, oksidasyon direncine ve krater aşınma direncine sahip olduğu bilinmektedir.

Bununla birlikte, tik ve katı çözeltisinin WC'den çok daha kırılgan olması nedeniyle, bu alaşım ayrıca nispeten büyük kusurlara sahiptir, yani alaşımın tokluğu ve kaynaklanabilirliği zayıftır. Ayrıca, TiC içeriği 18%'yi aştığında, alaşım sadece kırılgan olmakla kalmaz, aynı zamanda kaynaklanması da zordur. Ek olarak, tik, yüksek sıcaklık performansını önemli ölçüde iyileştiremez.

TAC, yalnızca semente karbürün oksidasyon direncini iyileştirmekle kalmaz, aynı zamanda WC ve tic'in tane büyümesini de engeller. Semente karbürün aşınma direncini düşürmeden semente karbürün mukavemetini artırabilen pratik bir karbürdür. TAC, WC tic co semente karbürün içine TAC ekleyerek sinterlenmiş karbürün mukavemetini artırabilir. Alaşım, kesme sıcaklığında büyük bir darbe yükü taşıyabilir. TAC'nin erime noktası 3880 ℃ kadar yüksektir. TAC ilavesi, alaşımın yüksek sıcaklık performansını geliştirmek için çok faydalıdır. 1000 ℃'de bile iyi bir sertlik ve dayanıklılık sağlayabilir.

Tic ve TAC, WC'de çözünmezken WC, tik içinde çözünür. TAC tarafından oluşturulan sürekli katı çözelti içinde WC'nin çözünürlüğü yaklaşık 70wt%'dir. WC'nin katı çözeltideki çözünürlüğü, TAC içeriğinin artmasıyla azalır. WC tic tac Co alaşımlarının özellikleri temel olarak tic + TAC, Ti atom numarasının ta atom numarasına oranı ve kobalt içeriği ayarlanarak elde edilir. Ti atom sayısının ta atom numarasına oranı ve kobalt içeriği sabitlendiğinde, en iyi performansı elde etmek için TiC + TAC içeriğinin ayarlanması araştırmaların odak noktası haline geldi.

1. Bu deneyde kullanılan hammaddeler şunlardır: WC tozu, bileşik karbür tozu [(W, Ti, TA) C] tozu ve Co tozu. Kimyasal bileşim ve ortalama parçacık boyutu Tablo 1'de gösterilmiştir.

Karbon Bileşeninin WC-tic-co-semente Karbür 2 Üzerindeki Etkinliği

Tablo 1 Hammaddelerin bileşimi ve ortalama parçacık boyutu

Toz standart tablo 2'ye göre orantılandıktan sonra öğütülür ve nd7-2l planet bilyalı değirmende 34 saat karıştırılır, bilye malzemesinin kütle oranı 5:1, öğütme ortamı alkoldür, ekleme miktarı 450ml'dir. / kg, öğütme hızı 228r / dak'dır ve öğütme bitiminden dört saat önce 2wt% parafin eklenir. Bulamaç elenecek (325 ağ), vakumla kurutulacak, elenecek (150 ağ) ve kurutulduktan sonra şekillendirilecek şekilde preslenecek, presleme basıncı 250Mpa ve boşluk boyutu (25 × 8 × 6.5) mm olacaktır. Preslenen numuneler vsf-223 vakumlu sinterleme fırınında 1420 ℃'de 1 saat sinterlendi.

Karbon Bileşeninin WC-tic-co-semente Karbür 3 Üzerindeki Etkinliği

Tablo 2 alaşım% bileşim oranı

sgy-50000 dijital basma mukavemeti test cihazında sinterlenmiş numunenin eğilme mukavemetini belirlemek için üç noktalı bükme yöntemi kullanılmıştır. Nihai mukavemet verileri, üç numunenin ortalama değeriydi. Numunenin sertlik HRA'sı Rockwell sertlik test cihazında ölçülmüştür. 600N yüke ve 120 ° koni açısına sahip elmas koni girintisi kullanıldı.

Kobalt manyetizması, kobalt manyetik test cihazı ile ölçülür ve zorlayıcı kuvvet, zorlayıcı kuvvet ölçer ile ölçülür. Numune yüzeyi bir ayna yüzeyine topraklandıktan sonra, ayna yüzeyi 20% sodyum hidroksit çözeltisi ve 20% potasyum siyanür çözeltisinin eşit hacimli karışımı ile aşındırılır ve ardından taramalı elektron mikroskobunda 4000 kez metalurjik gözlem yapılır. Manyetik özellikler manyetik özellikler, ortak manyetik com ve zorlayıcı kuvvet HC'yi içerir. Com, alaşımdaki karbon içeriğini temsil eder, HC, WC'nin tane boyutunu temsil eder. Ulusal standart gb3848-1983'e göre, alaşımın kobalt manyetizması ve zorlayıcı kuvveti belirlenir ve sonuçlar Tablo 3'te gösterilir. Tablo 3'ten göreli manyetik doygunluk COM / CO ve zorlayıcı kuvvet HC'nin azaldığı görülebilir. bileşik karbür (W, Ti, TA) içeriğinin artmasıyla C.

Karbon Bileşeninin WC-tic-co-semente Karbür 4 Üzerindeki Etkinliği

Tablo 3, kobalt manyetizması ve tungsten kobalt titanatın zorlayıcı kuvvetinin test sonuçları

Genel olarak konuşursak, alaşımın karbonsuzlaşmamasını sağlamak için 85% kobalt üzerindeki COM içeriğinin kontrolü, grup 1'deki COM / CO oranı 85%'den çok daha düşüktür ve HC'si de anormal derecede yüksektir. Ciddi koku giderme yapısına ait olan alaşımda manyetik olmayan η fazı (co3w3c) görülür. Bu nedenle sadece 2, 3 ve 4 numaralı grupları tartışacağız:

Bu deneyde, 2, 3 ve 4 grup alaşımın toplam karbon içeriği 7.18wt%, 7.61wt%, 8.04wt%'dir, sırayla toplam karbon içeriği artar ve HC sırayla azalır. Zorlayıcı kuvvetin boyutu, alaşımın kobalt fazının dağılma derecesi ve karbon içeriği ile ilgilidir. Kobalt fazının dağılma derecesi ne kadar yüksek olursa, alaşımın zorlayıcı kuvveti de o kadar büyük olur. Kobalt fazının dağılma derecesi, alaşımın kobalt içeriğine ve WC tane boyutuna bağlıdır. Kobalt içeriği belirlendiğinde, WC tanesi ne kadar ince olursa, zorlayıcı kuvvet o kadar yüksek olur. Bu nedenle, HC, WC tane boyutunu dolaylı olarak ölçmek için bir indeks olarak kullanılabilir.

Karbon Bileşeninin WC-tic-co-semente Karbür 5 Üzerindeki Etkinliği

Karbon içeriği, kobalttaki katı tungsten çözeltisini etkiler. Karbon içeriğinin artmasıyla, kobalt fazındaki tungsten içeriği azalır. Tungsten'in kobalt içindeki katı çözeltisi, karbon bakımından zengin alaşımda 4wt% ve karbon eksikliği olan alaşımda 16wt%'dir. WC, γ fazında WC'nin çözünmesini ve çökelmesini engelleyebildiğinden, WC rafine edilir ve HC yüksektir, dolayısıyla toplam karbon içeriği sırayla artar, WC tanesi kabalaşır ve HC azalır. 2.2 Mikro yapının alaşımın mekanik özellikleri üzerindeki etkisinin sertlik ve eğilme mukavemeti test sonuçları Şekil 1'de gösterilmiştir. Bileşik karbürün (W, Ti, TA) C içeriğinin artmasıyla eğilme mukavemeti artar. ), sertlik ise tam tersidir.

Karbon Bileşeninin WC-tic-co-semente Karbür 6 Üzerindeki Etkinliği

Şekil 1 tungsten kobalt titanatın sertlik ve eğilme mukavemeti test sonuçları

Bileşik karbürlerdeki (W, Ti, TA) C içeriğinin azalmasıyla HC artar, yani WC tane inceltme. Kobalt içeriği sabit olduğunda WC tanelerinin rafine edilmesiyle sertlik artar. Bunun nedeni, alaşımın tane sınırı ve faz sınırı boyunca güçlendirilmesi ve karbür tanesinin arıtılmasının bağlama aşamasında çözünürlüğünü artıracağı ve γ fazının sertliğinin de artacağı ve bu da sertliğin artmasına yol açacağıdır. tüm alaşımın.

Bununla birlikte, WC tane boyutunun kırılma tokluğu üzerindeki etkisi daha karmaşıktır. Alt mikrondan daha küçük tane boyutuna sahip alaşım için, ana çentik çatlakları, az miktarda transgranüler kırılma ile çatlak (tanecikler arası) sapma ve tokluk köprüsüdür.

WC partikül boyutu küçüldükçe, tanelerdeki kusur olasılığı azalır ve partiküllerin mukavemeti artar, bu da taneler arası kırılmanın azalmasına ve taneler arası kırılmanın artmasına neden olur. Büyük tane boyutuna sahip alaşım için, WC kristalinde sadece dört bağımsız kayma sistemi vardır. WC tane boyutunun artmasıyla, çatlağın sapması ve çatallanması artar, bu da kırılma yüzey alanının artması ve toklaşma ile sonuçlanır. Bu nedenle, eğilme mukavemetini tek başına tane boyutuna göre değerlendirmek doğru değildir ve mikro yapısı da analiz edilmelidir.

Dört farklı bileşik karbür (W, Ti, TA) C içeriğine sahip semente karbürün metalurjik yapısı Şekil 2'de gösterilmektedir. (W, Ti, TA) C içeriğinin artmasıyla WC'nin şekli düzenli olma eğilimindedir. Şekil 2a'daki tuvaletlerin çoğu, yoğun bir şekilde düzenlenmiş düzensiz uzun çubuklardır. WC'nin ortalama tane boyutu nispeten iyidir, ancak WC'nin yetersiz kristalizasyonundan kaynaklanan bitişik derecesi yüksektir, kobalt fazı WC'yi tamamen sarmaz ve kalınlık eşit değildir. Bir de kaba üçgen WC taneleri var. η fazı ayrıştığında, CO çökelerek lokal birlikte zenginleşmeye neden olur. Aynı zamanda, W ve C, kaba üçgen WC taneleri oluşturmak için çevreleyen WC taneleri üzerinde çökelir. Şekil 2a-2d'den, WC tanelerinin şeklinin, boyutunun ve dağılımının belirgin değişikliklere sahip olduğu görülebilir. WC taneleri düzenli plaka şekline eğilimlidir, tanelerin kabalaşma komşuluğu azalır ve bağlanma fazının ortalama serbest yolu λ artar. Şekil 2D'de, WC taneleri, dar parçacık boyutu dağılımı, düşük kaba bitişik tane derecesi, çoğu yaklaşık 1.0 μm plaka WC olan bağlanma fazının büyük ortalama serbest yolu λ ve az miktarda WC üçgeni ile iyi gelişmiştir. hepsi dağılım dağılımı olan yaklaşık 200nm.

Karbon Bileşeninin WC-tic-co-semente Karbür 7 Üzerindeki Etkinliği
Karbon Bileşeninin WC-tic-co-çimentolu Karbür Üzerindeki Etkisi 8
Karbon Bileşeninin WC-tic-co-çimentolu Karbür Üzerine Etkisi 9

Şekil 2 Semente karbür içindeki farklı bileşik karbürlerin (W, Ti, TA) C içeriğinin metalografik resmi

WC'nin çözünme çökeltisi, daha yüksek enerjili WC'yi (küçük partiküller, partikül yüzeyinin kenarları ve köşeleri, çıkıntılar ve temas noktaları) tercihen çözünmesini sağlayan ve WC'nin sıvı fazda çözünen WC'nin yüzeyinde birikmesini sağlayan sinterleme işleminde meydana gelir. yağıştan sonra büyük WC, küçük WC'nin kaybolmasına ve büyük WC'nin artmasına neden olur ve şekil uyumuna bağlı olarak parçacıkların daha sıkı bir şekilde birikmesini sağlar, parçacık yüzeyinin pürüzsüz olma eğiliminde olmasını sağlar ve iki WCS'yi yapar Aralarındaki mesafe kısalır .

Düşük kobalt alaşımının sinterleme işleminde, toplam karbon içeriğinin artması, sıvı fazın miktarı ve sıvı fazın tutma süresi artar, WC çözünme çökeltme işlemi daha dolu olur, WC taneleri tamamen gelişir, yüzey daha pürüzsüz olur, ve parçacık boyutu dağılımı daha tekdüzedir. Ek olarak, alaşımın toplam karbon içeriğinin artmasıyla, CO'daki katı W çözeltisi azalır ve bağlanma fazındaki W içeriğinin azalması, bağlanma fazının plastisitesini iyileştirecek, böylece eğilme mukavemetini artıracaktır. semente karbür. Bu nedenle, toplam karbon içeriğinin artmasıyla eğilme mukavemeti artar.

çözüm

(1) CO içeriği sabit olduğunda, bileşik karbür (W, Ti, TA) C içeriğinin artmasıyla, alaşımın toplam karbon içeriği artar, HC azalır, WC tane irileşir, CO içindeki w çözeltisi azalır ve alaşımın sertliği azalır.

(2) Alaşımın metalografik yapısı, alaşımın toplam karbon içeriği ile yakından ilişkilidir. Bileşik karbür (W, Ti, TA) C içeriği artar, alaşımın toplam karbon içeriği artar, WC tane komşuluğu azalır, parçacık boyutu dağılımı daralır, bağlanma fazının ortalama serbest yolu λ artar ve eğilme mukavemeti artışlar.

(3) wcta'nın en iyi mikro yapısı ve özellikleri aşağıdaki gibidir: toplam karbon içeriği 8.04wt% olduğunda, sertlik 91.9hra'dır ve eğilme mukavemeti 1108mpa'dır.