超粗晶硬质合金的弯曲疲劳失效机理研究

【作者】 高德强； 刘雪梅； 吕皓； 王海滨； 宋晓艳；

【机构】 北京工业大学材料与制造学部新型功能材料教育部重点实验室；

【摘要】 本文的目的是研究超粗晶硬质合金三点弯曲载荷下的疲劳失效机制。以制备的超粗晶WC-8Co硬质合金为例,结合三点弯曲疲劳实验和背散射电子衍射技术、透射电子显微镜技术,对超粗晶硬质合金在不同条件下的疲劳寿命进行测定,并通过对比单次弯曲及循环弯曲载荷下失效试样断口处的微观组织形貌特征,揭示超粗晶硬质合金的疲劳失效机制。结果表明,当应力比R(R=σ_min/σ_max)从0.1增加到0.3后,合金的疲劳寿命明显增加;相比于单次三点弯曲载荷下试样的脆性断裂,循环弯曲载荷下疲劳失效试样中穿晶裂纹的比例明显增加,且有更多的Co发生了fcc-Co到hcp-Co的相转变,同时WC中具有更高的位错密度。由此可见,WC中大量位错的产生、运动进而形成位错缠结是导致硬质合金疲劳裂纹产生的主要原因,微裂纹在WC晶粒中呈河流状扩展,最终造成硬质合金疲劳失效。更多还原