YG8硬質合金的熱疲勞性能研究.pdf

1、YG8牌號硬質合金以其優(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用，但是硬質合金的斷裂一直困擾著其應用發(fā)展，而絕大多數的斷裂是由疲勞引起的。硬質合金的實際服役條件常牽涉到循環(huán)的溫度變化，因此對其熱疲勞性能的研究相當迫切。而目前對YG8硬質合金熱疲勞性能的影響因素進行系統(tǒng)研究的較少，因此，本課題具有相當的實際研究價值。
　　 本實驗在接近材料實際工況的試驗條件下，對熱疲勞裂紋萌生及擴展規(guī)律進行

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

3、在同樣循環(huán)次數下在pH=5.2的鹽酸溶液中冷卻先出現裂紋，且擴展速率較快，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硬質合金熱疲勞裂紋的擴展方式受冷卻介質影響：在中性介質中，主要為WC相缺少Co粘結相的粘接作用而不斷被剝落產生微孔洞，隨著微孔洞尺寸不斷變大，相鄰的孔洞將相連形成微裂紋；在腐蝕介質中，疲勞裂紋形成過程變得十分復雜，裂紋的產生主要有由于Co粘結相的被剝落產生

4、微孔洞的連接而形成裂紋，由冷卻介質或氧化作用產生的腐蝕坑產生的裂紋，繞過大尺寸的團聚物。
　　 3、熱循環(huán)上限溫度Tmax對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，裂紋擴展速率越快；400℃→10℃循環(huán)時，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，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，氧化嚴重，氧化腐蝕坑是斷口二次裂紋源，也是斷口二次裂紋