硬质合金与钢焊接的研究进展

硬质合金与钢的连接可以实现高硬度、高强韧的理想结合,从而极大地拓展硬质合金的应用领域和应用范围。常用的连接方法主要有机械固定和焊接等方法,其中焊接方法因具有连接强度高、稳定性好和服役寿命长等优点被广泛应用。焊接中基于热源类型形成了多种焊接技术,各种焊接技术可获得相应的接头组织和性能以适用于不同要求。本文系统地介绍了当前国内外关于硬质合金与钢焊接的最新研究进展,包括钎焊、扩散焊、电弧焊、高能束焊、复合热源焊、摩擦焊以及电阻焊,对比了这些焊接方法及其焊接工艺对接头力学性能和微观组织的影响。其中,钎焊属于非熔焊接,因具有工艺简单、成本低廉的特点被广泛应用,目前的研究着重于开发各种新型钎料以改善其润湿性,从而提高焊接接头强度;而电弧焊、高能束焊、复合热源焊等熔焊可在焊接界面处产生良好的冶金结合,实现较高强度的连接。然而,熔化焊在界面处不可避免地产生了具有典型特征的η相,由于其脆性而恶化了接头性能。因此,本文综述了各种焊接方法对η相的生成原因及抑制机制,着重介绍了电阻点焊中η相的形核机理和长大模型,最后对未来硬质合金与钢焊接的研究重点和发展方向进行了展望。

WC_(p)/M42高速钢复合材料的制备与性能

采用粉末冶金法制备了质量分数从0~10%的WC颗粒增强高速钢基复合材料。利用SEM、XRD和万能力学试验机等研究了不同WC质量分数下WC_(p)/M42高速钢复合材料的显微结构和力学性能。结果表明:在温度为1 230℃时,采用真空烧结可获得相对密度超过98.5%的复合材料,其物相组成均为α-Fe、M_(6)C碳化物、M_(7)C_(3)碳化物及少量的M_(2)C碳化物;随着WC添加量的增加,烧结态复合材料的硬度先下降后上升,抗弯强度与冲击韧性均逐步下降;经过1 180℃淬火+560℃回火后,复合材料的硬度随WC添加量的增加而上升,当WC添加量为10%时,硬度达到65.1HRC,相较于烧结态提高了16.4HRC。

微量W元素的添加对CoCrFeNiMnAl高熵合金的组织与性能的影响

高熵合金(HEAs)表现出比传统合金更为优异的耐磨耐蚀性能,逐渐成为金属材料领域的研究热点。采用金属热还原法制备不同W含量的CoCrFeNiMnAlW_(x)(x=0.12,0.15,0.19)高熵合金,研究微量W元素的添加对CoCrFeNiMnAlW_(x)高熵合金的相结构、微观组织与性能的影响。采用XRD,SEM和EDS等技术表征该合金的相结构、显微组织及元素分布,利用材料表面性能测试仪和电化学工作站测定该合金的摩擦磨损性能和电化学腐蚀性能。结果表明:不同W含量高熵合金均由两种不同晶格常数的BCC相组成,随着W含量的增加,BCC1相微观相貌并没有明显的变化,但是BCC2相的微观形貌和元素分布随W含量的变化而明显变化,而耐磨损性能和耐腐蚀性能均有一定程度的提高,CoCrFeNiMnAlW_(0.19)合金的摩擦因数和磨损率分别为0.684和1.06×10^(-5)mm^(3)/(N·m),磨损机制由黏着磨损转变为黏着磨损和磨粒磨损相结合,最后再转变为摩擦磨损;在3.5%NaCl溶液中的腐蚀电流密度从6.08×10^(-6)A/cm^(2)减小到1.72×10^(-6)A/cm^(2),腐蚀速率也逐渐减小。