粗晶硬質合金球裂紋擴展應力鬆馳強化

在一些使用場合中如承受衝擊載荷時，粗晶硬質合金球的破壞形式與普通的中、細晶粒硬質合金球有所不同，而且由於合金中WC晶粒的增粗，硬質合金球的使用壽命往往會有明顯提高。對粗晶硬質合金球在這些使用場合中壽命提高的機理，主要有裂紋擴展應力鬆馳強化、WC塑性變形增強機理、鈷相平均自由程增加強化機理、抗熱效應增強機理等。

粗晶硬質合金球裂紋主要以晶間方式擴展，若遇到大顆粒WC，則發生WC的解理斷裂。WC晶粒越粗，Co層厚度越大，裂紋擴展阻力越大。除了較厚的Co層阻礙會減小裂紋的擴展速度外，粗大的WC晶粒還易於造成裂紋擴展路徑的拐折和分叉，其拐折與WC的某一晶向有關。這些拐折和分叉有效地減少了裂紋尖端的應力強度因數，使裂紋的擴展實際有效驅動力減小，相當於造成了裂紋的“鬆馳”作用；裂紋的拐折還易造成裂紋的Ⅱ型分量，從而造成裂紋擴展卸載過程中的錯配，使裂紋提前閉合，顯著地減少了裂紋擴展的有效應力強度因數，從而顯著地降低了裂紋的擴展速率，提高了裂紋擴展的門檻值，提高了硬質合金球的裂紋擴展應力鬆馳。




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