鎢鋼硬度的影響因素

鎢鋼是由硬質相和較軟的粘結相所組成的不均勻材料,它的硬度宜採用洛氏硬度(HRA)和維氏(HV)硬度來度量。那鎢鋼硬度的影響因素有哪一些?

洛氏硬度是利用金剛石圓錐(120°,錐體頂端的曲率半徑約0.2±0.002mm)作壓頭,分別採用60kg、100kg、150kg三種靜負荷壓入合金,根據壓入深度(最終深度減預載荷深度)在刻度錶盤上,直接表示其硬度值,分別用HRA、HRB、HRC表示。鎢鋼為脆性材料,適合用能測到0.2HRA精度的硬度計來測量。

HRA硬度測量時必須使用接近待測試樣硬度標準硬度塊,在標準硬度塊上測三點,標準硬度塊測量平均值與標準硬度塊所標定的硬度值之差必須小於0.5HRA。

維氏硬度是利用金剛石四棱錐(136°)作壓頭,負荷9.807~493.7N不等,國內一般採用294.2N,而國外趨向採用30、50N低負荷試驗機。根據負荷和壓痕投影面積的比值來表示其硬度值,HV=1.8544P/D2,式中P為施加負荷,D為壓痕對角線長度,HV單位為N/cm2。

據悉,最好的洛氏硬度計和維氏硬度計,它們的測量誤差均在1~2%。下圖為鎢鋼的HV與HRA硬度對照表。

HV與HRA硬度對照表

鎢鋼硬度的影響因素

(1)隨著鈷含量的增加,鎢鋼硬度不斷減小。在晶粒度與碳含量一定時,每增加3%的鈷,鎢鋼的硬度大約會降低1HRA。

硬度與鈷含量關係圖片

(2)隨鈷相平均自由程的增加,鎢鋼硬度會隨之而降低。

(3)不論是鈷含量多少的鎢鋼,它們的硬度都會隨著溫度升高而降低,在大約800°C時出現拐點,其後隨溫度升高硬度會下降更快。低鈷和細晶粒的合金在高溫下保有較高的硬度。

溫度對鎢鋼硬度的影響圖片

(4)碳含量不同,鎢鋼的硬度也不盡相同。缺碳時,產生硬脆的η相,相當鈷相含量減小,並使WC晶粒細化,因而硬度增高;嚴重缺碳時,η相過多(η相HV=1050,WC HV=1620)硬度反而下降;過量的碳,使合金中產生軟相石墨夾雜,因而硬度顯著下降;在WC+γ二相區,由於碳量減少,鈷相中含W增加,鈷相固溶強化,WC晶粒較細,因而硬度提高。

硬度與碳含量關係圖片

 

 

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