什么是硬质合金的断裂韧性？

作为难熔金属钨（W）的一种典型下游产品，硬质合金（tungsten carbide/cemented carbide）除了具有高密度、大硬度、高强度和优异红硬性的特点之外，还有良好的断裂韧性。

硬质合金的断裂韧性（Fracture Toughness）是含有临界尺寸缺陷的合金的强度测量尺度，是合金材料阻止裂纹扩展的能力，是材料抵抗脆性破坏的韧性参数，是强度和塑性的综合表现，反映材料塑性变形和断裂全过程中吸收能量的能力。断裂韧性值可用应力强度因子K、能量释放率g、裂纹尖端张开位移CTOD和J积分等描述裂纹尖端的力学状态的单一参量来表示。

硬质合金的断裂韧性是材料固有的特性，只与材料本身、热处理及加工工艺有关，与裂纹本身的大小、形状及外加应力大小无关。一般来说，断裂韧性值越大，裂纹越难扩大；合金的断裂韧性值随着钴含量的增加而变大、随着碳化钨颗粒度的减小而变小。另外，当裂纹尺寸一定（给定外力）时，材料的断裂韧性值越大（若材料的断裂韧性值越高），其裂纹失稳扩展所需的临界应力就愈大。

材料裂纹萌生的原因：梯度结构材料中，裂纹在垂直于梯度方向上萌生，与均质材料中裂纹的萌生相似，也是裂纹尖端剪应力产生的结果。在几何形状和应力一定的条件下，梯度材料产生的裂纹需要更高的剪应力，这也就是说在其他因素都相同（弹性模量不同）的情况下，梯度材料的抗裂纹萌生能力比均质材料的更强。裂纹的萌生主要与材料性能和梯度结构有关。

研究表明，梯度结构合金材料的断裂较复杂，与空间位置有关：当裂纹从富陶瓷区向富金属区扩展时，梯度结构材料的断裂韧性会显著增加。

• < 上页
• 下页 >