粗晶硬质合金球裂纹扩展应力松驰强化

在一些使用场合中如承受冲击载荷时，粗晶硬质合金球的破坏形式与普通的中、细晶粒硬质合金球有所不同，而且由于合金中WC晶粒的增粗，硬质合金球的使用寿命往往会有明显提高。对粗晶硬质合金球在这些使用场合中寿命提高的机理，主要有裂纹扩展应力松驰强化、WC塑性变形增强机理、钴相平均自由程增加强化机理、抗热效应增强机理等。

粗晶硬质合金球裂纹主要以晶间方式扩展，若遇到大颗粒WC，则发生WC的解理断裂。WC晶粒越粗，Co层厚度越大，裂纹扩展阻力越大。除了较厚的Co层阻碍会减小裂纹的扩展速度外，粗大的WC晶粒还易于造成裂纹扩展路径的拐折和分叉，其拐折与WC的某一晶向有关。这些拐折和分叉有效地减少了裂纹尖端的应力强度因子，使裂纹的扩展实际有效驱动力减小，相当于造成了裂纹的“松驰”作用；裂纹的拐折还易造成裂纹的Ⅱ型分量，从而造成裂纹扩展卸载过程中的错配，使裂纹提前闭合，显著地减少了裂纹扩展的有效应力强度因子，从而显著地降低了裂纹的扩展速率，提高了裂纹扩展的门槛值，提高了硬质合金球的裂纹扩展应力松驰。




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