WC-Co硬質(zhì)合金微觀結(jié)構(gòu)參數(shù)化建模及性能研究.pdf

1、目前國內(nèi)外對硬質(zhì)合金的傳統(tǒng)研究方法主要集中在實驗的基礎(chǔ)上，實驗需要花費(fèi)大量的人力與物力，并受材料本身復(fù)雜性的影響難以準(zhǔn)確得出材料內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)對其宏觀性能的影響。而通過各種算法可實現(xiàn)材料的微觀結(jié)構(gòu)參數(shù)化并結(jié)合有限元法進(jìn)行合金力學(xué)性能模擬，可有效節(jié)約材料成本，縮短材料開發(fā)周期。
　　提出了基于WC-Co硬質(zhì)合金真實微觀結(jié)構(gòu)，開發(fā)“自適應(yīng)“建立二維微觀結(jié)構(gòu)參數(shù)化模型的方法，統(tǒng)計真實微觀結(jié)構(gòu)的WC平均晶粒尺寸及其分布，WC晶粒長短徑、形心

2、位置及Co含量等特征參數(shù)。并提出根據(jù)“長方形和橢圓等效”法進(jìn)行晶粒長短徑的統(tǒng)計。基于CAD二次開發(fā)，進(jìn)行WC顆粒投放，最終建立了反映真實微觀組織的參數(shù)化模型。結(jié)果表明WC-Co硬質(zhì)合金微觀參數(shù)化模型的參數(shù)設(shè)計值與實驗測得值基本吻合，驗證了參數(shù)化模型的可靠性。
　　基于自適應(yīng)參數(shù)化建模法生成不同Co含量的WC-Co硬質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)自適應(yīng)參數(shù)化模型。并建立微觀結(jié)構(gòu)有限元模型，定量研究Co含量的變化對合金力學(xué)性能的影響，以及進(jìn)行微觀各相變形

3、機(jī)理分析。研究表明合金內(nèi)Co含量越低則合金強(qiáng)度越高，并發(fā)現(xiàn)微觀結(jié)構(gòu)內(nèi)部應(yīng)力主要集中于WC與WC界面較小鄰接處。
　　基于自適應(yīng)參數(shù)化建模法生成兩種不同晶粒尺寸（納米晶與亞微晶）的不同分布方差的WC-Co硬質(zhì)合金微觀結(jié)構(gòu)參數(shù)模型。并建立微觀結(jié)構(gòu)有限元模型，研究WC晶粒粒度對合金力學(xué)性能的影響，結(jié)果表明未考慮晶粒界面及晶粒尺度效應(yīng)則晶粒分布方差對納米合金的力學(xué)性能影響不大；晶粒分布方差越小亞微合金力學(xué)性能越好；一定范圍內(nèi)的晶粒尺寸差異