硬质合金球的裂纹扩展和断裂韧性

材料抑制裂纹产生、扩展、直至失效的能力取决于材料的能量吸收能力。硬质合金球使用时，经常要承受很大的冲击载荷，要求必须具有一定的韧性。例如在石油钻井领域，硬质合金球在反复冲击作用下，易使合金产生裂纹；裂纹的扩展致使合金崩刃脆裂。裂纹的深度和扩展速度是随碳化物晶粒尺寸的增加而减小的，并且裂纹的形态、方向和深度也因WC晶粒尺寸而异，细晶粒合金的裂纹多为平直，少而长；粗晶粒合金裂纹不规则，密而短。

对于硬质合金球，当Co含量一定时，粗粒WC要比细粒WC的韧性高。在石油钻井、压力加工工具之类的应用场合，WC-Co硬质合金球应具有WC+Y两相结构。如果碳含量过高，超过相图中的高碳侧边界时，合金的成分点位于相图中的Y+WC+C三相区，合金内部将出现第三相—石墨相；当合金的碳含量低于低碳侧的边界时，则合金的成分位于Y+WC+C三相区，合金内部将出现第三相C相。无论是石墨相还是C相的出现，都会使合金的性能恶化，对硬质合金制品产生有害影响。




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