硬質合金球梯度結構形成的機理

脫碳硬質合金球經過滲碳處理以後，在其表層和次表層形成成分和組織梯度分佈的特徵區域。滲碳處理過程中，硬質合金球置於通有流動氫氣的碳黑中，形成了一個具有滲碳能力的氣氛。升溫過程中，氫氣首先與填料中的碳黑反應生產甲烷氣體，然後甲烷氣體裂解生產活性的碳原子，然後通過合金的表面向合金的內部擴散。活性碳原子向合金表面層擴散，使得表層的碳含量高於內部，而硬質合金球的碳含量的升高會降低合金的液相形成溫度，故硬質合金球的表層先於內部出現液相；溶解在液相中的碳原子借助液相向內擴散，與幾相接觸發生幾相分解反應，使得反應區的幾相消失而形成劄和鈷相，液相含量隨之增大。

同時，為了降低體系的自由能，在表層液相中碳濃度梯度的作用下，幾相分解出的W原子借助於液相向表層遷移而與溶解於液相中的C原子結合形成WC，使得表層的W含量增加，並遵循硬質合金球液相燒結的溶解一析出規律而在試樣表層顆粒較粗的WC上析出，導致表面的WC晶粒長大。W向外層遷移的結果是反應區形成了體積缺陷。

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