美国标准硬质合金晶粒大小C是什么意思?
来源：学生作业帮助网 编辑：六六作业网 时间：2024/12/25 02:44:24
美国标准硬质合金晶粒大小C是什么意思?
美国标准硬质合金晶粒大小C是什么意思?
美国标准硬质合金晶粒大小C是什么意思?
硬质合金是以高硬度难熔金属的碳化物（WC、TiC)微米级粉末为主要成分,以钴（Co）或镍（Ni）、钼（Mo）为粘结剂,在真空炉或氢气还原炉中烧结而成的粉末冶金制品.
ⅣB、ⅤB、ⅥB族金属的碳化物、氮化物、硼化物等,由于硬度和熔点特别高,统称为硬质合金.下面以碳化物为重点来说明硬质含金的结构、特征和应用.
ⅣA、ⅤA、ⅥA族金属与碳形成的金属型碳化物中,由于碳原子半径小,能填充于金属品格的空隙中并保留金属原有的晶格形式,形成间隙固溶体.在适当条件下,这类固溶体还能继续溶解它的组成元素,直到达到饱和为止.因此,它们的组成可以在一定范围内变动（例如碳化钛的组成就在TiC0.TiC之间变动）,化学式不符合化合价规则.当溶解的碳含量超过某个极限时（例如碳化钛中Ti︰C=1︰1）,晶格型式将发生变化,使原金属晶格转变成另一种形式的金属晶格,这时的间充固溶体叫做间充化合物.
金属型碳化物,尤其是ⅣB、ⅤB、ⅥB族金属碳化物的熔点都在3273K以上,其中碳化铪、碳化钽分别为4160K和4150K,是当前所知道的物质中熔点最高的.大多数碳化物的硬度很大,它们的显微硬度大于1800kg·mm2（显微硬度是硬度表示方法之一,多用于硬质合金和硬质化合物,显微硬度1800kg·mm2相当于莫氏一金刚石一硬度9）.许多碳化物高温下不易分解,抗氧化能力比其组分金属强.碳化钛在所有碳化物中热稳定性最好,是一种非常重要的金属型碳化物.然而,在氧化气氛中,所有碳化物高温下都容易被氧化,可以说这是碳化物的一大弱点.
除碳原子外,氮原子、硼原子也能进入金属晶格的空隙中,形成间充固溶体.它们与间充型碳化物的性质相似,能导电、导热、熔点高、硬度大,同时脆性也大.
硬质合金的基体由两部分组成：一部分是硬化相；另一部分是粘结金属.
硬化相是元素周期表中过渡金属的碳化物,如碳化钨、碳化钛、碳化钽,它们的硬度很高,熔点都在2000℃以上,有的甚至超过4000℃.另外,过渡金属的氮化物、硼化物、硅化物也有类似的特性,也可以充当硬质合金中的硬化相.硬化相的存在决定了合金具有极高硬度和耐磨性.
粘结金属一般是铁族金属,常用的是钴和镍.
制造硬质合金时,选用的原料粉末粒度在1～2微米之间,且纯度很高.原料按规定组成比例进行配料,加进酒精或其他介质在湿式球磨机中湿磨,使它们充分混合、粉碎,经干燥、过筛后加入蜡或胶等一类的成型剂,再经过干燥、过筛制得混合料.然后,把混合料制粒、压型,加热到接近粘结金属熔点（1300～1500℃）的时候,硬化相与粘结金属便形成共晶合金.经过冷却,硬化相分布在粘结金属组成的网格里,彼此紧密地联系在一起,形成一个牢固的整体.硬质合金的硬度取决于硬化相含量和晶粒粒度,即硬化相含量越高、晶粒越细,则硬度也越大.硬质合金的韧性由粘结金属决定,粘结金属含量越高,抗弯强度越大.
晶粒大小对金属力学性能影响有一个曲线图：两头的强度大,中间低.
单晶的金属力学性能很好,晶粒越细小力学性能也很好,但是单晶的尺寸无限大的金属力学性能要比晶粒无限细小的要好很多!
控制晶粒大小方法很多,主要原理有两个：
1、增大金属结晶时的过冷度
2、增加结晶晶核
具体方法：电磁搅拌,加晶粒细化剂（如铝合金加Al-Ti-C中间合金作为晶粒细化剂）,降低凝固温度,加细化晶粒的合金元素等等很多.