Ni₃Al含量对WC基钢结硬质合金组织与性能的影响

作者：陈飞; 龙坚战; 陈冲; 李强; 申梦龙; 夏艳萍; 冉丽萍

来源：中国有色金属学报, 2018, 28(01): 126-134.

DOI：10.19476/j.ysxb.1004.0609.2018.01.15

• WC基钢结硬质合金
• Fe-Ni-Al粘结相
• 组织
• 性能

为了改善WC基钢结硬质合金性能,以热力学计算为基础,探索Ni3Al添加量对WC-Fe（Cr,Mo）钢结硬质合金组织与性能的影响。采用粉末冶金方法,以添加Ni3Al预合金粉的方式添加Al,通过液相烧结制得不同Ni3Al含量（0,0.5%,1.0%,1.4%,质量分数）的WC-50%（Fe-Ni-Al-Cr-Mo）合金样品。采用差示扫描量热分析（DSC）、X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）和金相显微镜分别对合金的液相温度点、相组成和显微组织进行了检测分析,并讨论了合金物理力学性能和磁性能的变化规律。结果表明:粘结相主要由γ-α+β′三相构成,且随着Ni3Al含量的增加,Ni元素可以稳定奥氏体,粘结相中γ-Fe含量增加,1250℃时,Fe-Ni-Al粘结相从液相中析出γ-Fe相的形核驱动力增大,使得粘结相的晶粒细化,粘结相中析出的Ni Al相增多;合金硬质相主要为WC和Fe3W3C,WC沿晶界偏聚;γ-Fe含量增多,固溶了更多C元素,使Fe3W3C的含量随Ni3Al含量增加而减少;WC晶粒细化,分布更为弥散。在上述因素共同影响下,合金密度略有降低,粘结相的磁饱和强度下降,矫顽磁力上升;硬度上升,抗弯强度先下降后上升,并在添加Ni3Al含量为1.4%时,硬度和抗弯强度达到最大值。

• 单位
  株洲硬质合金集团有限公司; 中南大学; 硬质合金国家重点实验室; 粉末冶金国家重点实验室