Ti添加对WC-Ni_(3)Al硬质合金微观组织与力学性能的影响  被引量:2

Effect of titanium addition on microstructure and mechanical properties of WC-Ni_(3)Al cemented carbide

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作  者:吴祖骥 范佳锋 李京懋 朱德智 屈盛官[1] 李小强[1] WU Zuji;FAN Jiafeng;LI Jingmao;ZHU Dezhi;QU Shengguan;LI Xiaoqiang(National Engineering Research Center of Near-net-shape Forming Technology for Metallic Materials,South China University of Technology,Guangzhou 510640,China)

机构地区:[1]华南理工大学国家金属材料近净成形工程技术研究中心,广州510640

出  处:《材料工程》2022年第12期103-111,共9页Journal of Materials Engineering

基  金:国家自然科学基金项目(51474108);广东省自然科学基金重点项目(2018B030311051);宜春经开区创新驱动发展科技计划项目(1203)。

摘  要:为提高WC-Ni_(3)Al硬质合金的力学性能,采用放电等离子烧结制备Ti掺杂的WC-Ni_(3)Al硬质合金,并研究不同Ti添加量对WC-Ni_(3)Al硬质合金微观组织和力学性能的影响。结果表明:Ti的添加减小WC-Ni_(3)Al块体样品中反应生成的少量Al_(2)O_(3)的尺寸,并且使Al_(2)O_(3)的分布更加均匀。一方面,小尺寸的Al_(2)O_(3)与原位生成的(Ti,W)C协同提高WC-Ni_(3)Al块体样品的硬度;另一方面,适量Ti的添加还提高WC-Ni_(3)Al硬质合金的断裂韧度,这是由于原位生成的(Ti,W)C与WC有较好的界面结合,增加对裂纹扩展的桥接与偏转作用。当添加3%(质量分数)的Ti时,WC-Ni_(3)Al硬质合金获得了优异的力学性能,硬度和断裂韧度分别为(19.29±0.18)GPa和(13.14±0.24)MPa·m^(1/2)。Ti-doped WC-Ni_(3)Al cemented carbide was prepared by spark plasma sintering for improving mechanical properties.The effect of different Ti contents on the microstructure and mechanical properties of WC-Ni_(3)Al cemented carbide was investigated.The results show that due to Ti addition,the small amount of Al_(2)O_(3)reactively formed in WC-Ni_(3)Al is smaller and more uniform than the sintered sample without adding Ti.The refinement of Al_(2)O_(3)and the in-situ(Ti,W)C synergistically enhance the hardness of the WC-Ni_(3)Al cemented carbide.Meanwhile,the fracture toughness is improved because the in-situ(Ti,W)C and WC have a better interface combination,facilitating the bridging and deflection formation of cracks.The WC-Ni_(3)Al cemented carbide with 3%(mass fraction)Ti obtains the optimal mechanical properties,with hardness of(19.29±0.18)GPa and fracture toughness of(13.14±0.24)MPa·m^(1/2).

关 键 词:Ti掺杂 WC-Ni_(3)Al 原位生成(Ti W)C 微观组织 力学性能 

分 类 号:TF124[冶金工程—粉末冶金]

 

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