Stellite12钴基合金的疲劳性能及其断裂机理研究
2021-01-19苗文卷车洪艳陈剑虹
材料工程 2021年1期
关键词:裂纹
苗文卷,曹 睿,车洪艳,董 浩,陈剑虹
(1 兰州理工大学 省部共建有色金属先进加工与再利用国家重点实验室,兰州 730050;2 兰州理工大学 材料科学与工程学院,兰州 730050;3 中国钢研科技集团有限公司 安泰科技股份有限公司,北京 100081;4 河北省热等静压工程技术研究中心,河北 涿州 072750)
作为硬质合金中的一种,钴基合金主要由高硬度、高熔点的硬质相与润湿性良好的韧性黏结相钴组成,它综合了硬质相与韧性黏结相的优点,整体呈现出极佳的强度、韧性和耐磨性[1-2]。因此,钴基合金在模具、切削工具、耐磨零件、结构零件等方面应用广泛。在实际应用中,硬质合金往往要承受诸如交变应力、腐蚀介质、温度变化等复杂的使用环境,因此疲劳是导致硬质合金服役性能下降的重要因素之一,并且与硬质合金的过早和意外失效密切相关[3-5]。关于钴基合金的疲劳断裂已有较多研究。周华堂等[6]对5种不同WC晶粒度及黏结相含量的硬质合金的疲劳性能研究发现,硬质合金的疲劳性能与WC晶粒度以及黏结相含量有明显的相关性,对于低晶粒度、低黏结相硬质合金,其疲劳断口与静态断口相似,疲劳特征不明显,但对于较高钴含量的硬质合金则呈现明显的疲劳特征。Lanes等[2]的研究则表明,疲劳裂纹扩张抗力不是简单地随着黏结相平均自由程的增加而增大,他们认为在循环载荷下,硬质合金中黏结相虽是韧性相,但容易受疲劳影响,特别是当黏结相发生fcc-hcp马氏体相变的情况下,不但会导致裂纹尖端尾部韧带的过早失效,同时也会减小裂纹尖端屏蔽效应。……
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