meetyou CARBIDE中如何进行硬质合金的金相制备和硬度测试

硬质合金是一种利用难熔金属如碳化钨（WC）或其他MC型碳化物的硬质化合物与结合金属通过粉末冶金工艺制备的合金材料。结合金属主要是钴基、镍基和铁基。

金相制备

硬质合金取样一般采用大功率精密切割机和金刚石切割刀片（20lc）。由于其自身坚硬的特性，切削面的平整度非常好，通常不需要粗磨步骤。

去除的样品通常需要在研磨和抛光之前进行镶嵌。在嵌体中，我们建议使用添加了矿物或玻璃粉末的热嵌环氧树脂。如果在某些特殊情况下必须使用冷镶嵌，我们还需要在树脂中加入增强陶瓷粉来提高树脂的硬度。

对于硬质合金的磨削，碳化硅砂纸是无能为力的，所以必须选择特定的金刚石磨片。当研磨去除的材料量很大时，我们可以使用树脂结合盘或45μM金属结合板作为研磨的第一步。当切割面光滑平整，无需去除材料时，我们也可以选择金刚石悬浮液粗抛光的硬磨片作为第一步。

中号方法一

方法二

▶抛光m钻石的三μ金相照片

▶一张抛光m钻石的金相照片

▶0.05 µm氧化铝抛光后

▶振动抛光前的金相照片

最后，如果使用硅胶或氧化铝悬浮液进行抛光，将获得清晰的结构，这也与基体和硬质相的硬度差异有关。当表面有多层耐磨涂层时，最后的氧化物抛光还可以增加涂层与基体的对比度。当表面涂层需要EBSD样品制备时，振动抛光也会使基体的硬相变突出。

硬度测试

洛氏硬度 测试

（一）规模测试方法

一、样品制备及要求

试样表面粗糙度RA≤2μm。烧结状态试样表面厚度不小于0.2mm。

样品制备应以尽量减少因加工过程中过热或淬火引起的表面性质变化的方式进行

测定曲面试样的硬度时，曲率半径不应小于15mm。为测定曲率半径小于 15mm 试样的硬度，应准备至少 3MM WIDE 的平面。

制备试样的厚度应至少为 1.6mm。

金刚石压头作用下的试样表面应与承载面平行，其平行度每10mm长度不得超过0.1mm。

2.设备

测试设备的测量精度不得低于0.2hra。

金刚石压头应符合gb/t 230.2-2012的相关规定，金刚石压头的性能应在校准后的硬度计上进行检查。一套硬质合金标准试块由五个试块组成。每个硬质合金标准硬度块上至少要有五个压痕，并计算每个标准块的平均硬度及其与校准硬度的差值。计算五个差值的算术平均值和极差。如果平均值不超过校准值的±0.3hra，量程范围不超过0.6HRA，则可以使用压头。硬质合金标准硬度块应具有以下所有或任何硬度值：85.5、88.5、91.0、92.0 和 93.0hra。

3.测试步骤

选择最接近试样硬度值（估计值）的硬质合金标准硬度块，在标准块上测量三个HRAS的硬度。这三个读数的平均值与标准块校准的硬度值之差应在±0.5hra以内。

如果差值大于±0.5hra，检查硬度计和金刚石压头，排除误差原因。

如果差值在± 0.5hr a 以内，则在样品的平均硬度中加上或减去差值。

维氏硬度试验方法

断裂韧性（KIC）被认为是材料的固有特性，是指材料的抗断裂性。 KIC的常规标准化测试方法包括在测试样品中产生小裂缝，然后施加可控载荷以扩大裂缝。与常规方法相比，压痕断裂法更容易测试，样品损失更低，是评价脆性材料断裂韧性的常用方法。

在确定脆性材料的断裂韧性时，关键是要根据裂纹形态和材料特性选择正确的方程来计算断裂韧性。压痕断裂韧性试验是利用维氏硬度压痕产生的裂纹来估计材料的KIC。这些裂纹是通过使用维氏硬度压头对一小块测试材料施加高负荷而形成的。

如下图所示，在理想的裂纹轮廓中，每个尖角都有一条裂纹延伸出来：

不良裂纹轮廓的示例如下。如果裂纹过多或裂纹长度不均匀，则不能用硬度法估算KIC：

压痕周围通常有两种裂纹，即掌状裂纹和中线裂纹。本文简要介绍了硬质合金裂纹的计算方法。通常选择 HV30 作为刻度。

当然，最简单的方法是选择测量软件，然后直接取测量数据进行统计计算：