大部分钨颗粒呈现穿晶解理断裂，黏结相呈现延性断裂，显现出较高的力学性能特征。但由于热脱脂时残留有机物未脱除完全，在样品中极少部分有夹杂物出现，这些夹杂物是影响其力学性能的很关键因素。因而，与标准拉伸试样的拉伸性能检测结果相比，实物取样的拉伸性能较低。

绝大部分钨颗粒呈现穿晶解理断裂，钨晶粒界面裂开，钨晶粒被击碎。但有所不同的是，此时断口形貌中出现个别白色夹杂物，这是由于样品较大，在脱脂时极少部分高分子有机物未脱出完全而产生残留碳夹杂的缘故；因此，实物样品中的冲击韧性较低。


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(2)YM系列超细晶粒硬质合金

YM051、YM052、YM053是上海硬质合金厂生产的一种超细晶粒硬质合金，它的WC平均晶粒尺寸为0.4～0.5µm，1µm以下的占95%以上，硬度大于92.5HRA，抗弯强度在1600MPa以上。YM051、YM052的通用性很强，既能加工钢材，又能加工铸铁，对耐热合金钢如铁基、镍基高温合金、钛合金、耐热不锈钢等难加工材料的加工效果尤为显著，YM053则主要用于加工各种铸铁。

在车削GH132铁基耐热合金钢(f62～f400mm)端面时，在相同切削用量n1=45r/min，ap1=1.0mm，f=0.15mm/r的条件下，刀具走一刀后的磨损量分别是:YM051为0.1mm，YS2为0.21mm，YG8为0.35mm;当n2=60r/min，ap和f值不变时，则分别为0.1mm、0.25mm和0.27mm。在车削其外圆时，用同一切削用量n=20r/min，ap=0.8，f=0.07mm/r，并在采用切削液的条件下，原来使用的高速钢车刀每刃磨一次只能加工一件，还保证不了锥度;用YG8车刀容易产生崩刀，每次刃磨也只能加工一件;而采用YS2或YM052车刀，每次刃磨后可加工2～3件，并能较好地保证工件的锥度和表面粗糙度。

当粗车合金半钢轧辊(硬度为60～70HS，尺寸为f800×1800mm)时，在切削用量v=17m/min，ap=16mm(YT5)或20mm(YM052)，f=0.625mm/r(YT5)或1.75mm/r(YM052)的条件下，YT5刀具耐用度明显低，只能加工200～300mm，加工效率亦低;YM052能加工500～600mm，加工效率是YT5的2～3倍。

由上可知，超细晶粒硬质合金刀具，由于其晶粒极细，刀刃可以磨得锋利、光洁;同时由于它的强度和硬度都很高，故能长时间保持刀刃有极小的圆弧半径和粗糙度。因此，在加工耐热合金钢时，使用YS2、YM051、YM052、YD05等超细晶粒硬质合金刀具比采用YT、YG、YW三类普通硬质合金刀具有较好的耐热性和综合耐磨性能，不仅其刀具耐用度有明显提高，切削效率提高数倍，而且加工工件的表面粗糙度也显著降低。它与立方氮化硼CBN刀具相比，虽然耐磨性稍低一些，但其价格却比CBN低得多，因此可广泛推广应用。


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高密度钨合金与贫铀合金是目前广泛使用的动能穿甲弹材料，其密度很高且相近，但后者穿甲侵彻威力要高于前者。由于贫铀的污染问题，使得人们不断改进钨合金的性能以替代贫铀。大变形量旋锻就是一种改进钨合金穿甲性能的方法。旋锻后钨合金穿甲弹的穿甲威力显著提高，但对其机理目前仍缺乏明确的认识。

贫铀弹良好的穿甲性能源于在穿靶时的极端高应变率加载条件下，容易出现流动软化行为，并最终造成材料绝热剪切破坏而产生“自锐”现象。在穿甲过程中弹的头部材料存在硬化和软化两种竞争趋势——应变和应变率、硬化与热软化。当然热软化趋势占优时，弹头部材料出现流动软化，该行为是不稳定的，它会导致材料变形的局域化，是材料发生绝热剪切破坏，造成弹头“削减”，减少弹头穿靶的阻力——即“自锐”效应。对于钨合金，由于钨相的高熔点，使得材料的热软化趋势相对缓慢。因此钨合金材料需要经历更大的变形后才可能出现流动软化，故弹头部的“蘑菇头”会增大，降低弹的穿靶效果。

贫铀与钨合金的这种热力学性质差异可以清楚地通过分离式霍普金森压杆的冲击实验观察到，贫铀很容易发生热剪切破坏，而钨合金只有在大变形压缩或采取特殊形状的试样时才会出现热剪切破坏。

相较于烧结态钨合金，锻造态钨合金更容易发生剪切破坏。而对烧结态钨合金，发生剪切破坏则必须满足单轴动态压缩下的应变（真应变）达到45%~90%，在压剪炮上冲击压剪或用特殊形状（帽形、锥台形）的钨合金试样进行动态压缩。

在锻造态钨合金弹的穿靶过程中，弹头部的“蘑菇头”处受力状态复杂，材料总会受到沿锻造方向（径向）的载荷。并且因为该方向上的材料容易出现绝热剪切，反过来也会增加“蘑菇头”处材料的绝热剪切破坏，最终会造成有利于“自锐”效应的绝热剪切破坏。因此锻造态钨合金弹的头部在穿靶过程中将容易“自锐”而提高穿深值。比较试验得到的烧结钨合金弹和锻造态钨合金弹的贯穿直径与弹径的比值，可以发现锻造态钨合金弹的确发生了一定程度的“自锐”。

利用锻造态钨合金的这种容易绝热剪切破坏的性质，通过适当的旋锻变形将比较容易提高钨合金的穿甲威力。

锻造后钨合金的强度提高了，微观结构呈现各种异性。因此导致了锻造态钨合金宏观变形和破坏难易程度的各向异性，从而使锻造态钨合金受到沿锻造方向（径向）的冲击时，容易发生绝热剪切破坏。因此锻造态钨合金穿甲弹容易产生“自锐”现象而导致穿甲能力的提高。


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超细晶粒硬质合金是一种高硬度、高强度和高耐磨性兼备的硬质合金，它的WC粒度一般为0.2～1.0µm以下，大部分在0.5µ,m以下，是普通硬质合金WC粒度的几分之一到几十分之一，具有硬质合金的高硬度和高速钢的强度。其硬度一般为90～93HRA，抗弯强度为2000～3500MPa，比含钴量相同的一般WC-Co硬质合金要高，与加工材料的相互吸附-扩散作用较小，特别适用于耐热合金钢、高强度合金钢以及其它难加工材料。

下面以超细晶粒硬质合金YS2，YM051，YM052等刀具牌号为例，阐述在加工耐热合金钢生产中的一些应用。
 
(1)YS2硬质合金
YS2硬质合金是一种超细晶粒硬质合金，其性能相当于ISO标准中的K30，它的WC晶粒尺寸小于0.5µ,m，硬度为91.5HRA，抗弯强度达2200MPa，在800℃时的高温硬度为930HV，比一般YG类硬质合金高出200～300HV。

在加工K3镍基铸造合金的外圆时，在相同切削用量v=5～6m/min，f=0.5mm/r，ap=0.1mm的条件下，YG8的磨损为0.5mm左右，YS2为0.25mm;在后刀面磨损量同为0.3mm时，YS2的刀具耐用度为15min，而YG8或YG8W的刀具耐用度还不到5min。

用YS2车刀加工耐热不锈钢Cr17Ni2时，当以n=700r/min，f=0.04min/r，ap=0.5～0.6mm的切削用量镗f30+0.03mm孔时，在保证精度及表面粗糙度的条件下，刀具刃磨一次的加工件数为:YT15为4～5件，YT05为29～50件，而YS2则可加工90～140件。由此可见，超细晶粒硬质合金YS2的耐磨性或刀具耐用度要比普通硬质合金高。


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