图1 WC-Co硬质合金η相

 

η相成核机制

由于C原子在WC一Co合金γ相中的扩散较快，而W的扩散速度很慢，当WC以单原子形式溶入γ相后，C原子可以从γ相中逸出合金之外，故在三相WC+γ+η1相合金γ相中同C溶质相比，在γ相中W溶质浓度总是过量的，如在室温固态合金中[W]/[C]的平均值稳定在2.84。在高温下，如在1350-1500℃的烧结温度下，当合金处于平衡状态时，γ相中W和C溶质的浓度均有相应温度下的稳定值。一旦C浓度损失过量，致[W]/[C]值超过其稳定值，则η相生成。η相晶坯应优先沿WC一γ相界并附着在作为异质生核核心的WC晶粒表面形核。WC晶粒的表面残缺处和棱角处是表面能偏高的部位并通常为丫相所填充(即室温固态合金中所呈现的于WC晶粒表面上的“钴瘤”)更有利于η相的形核（如图1所示），实际反应式如下：

3Co+W=Co3W（1）

2Co3+4W+C=Co6W6C（2）

CoW6C+C=2Co3W3C（3）

 

在合金烧结情况下则主要是来源于WC向γ相中的溶解，在缺碳合金(如WC+W2C+W+Co组份)的情况下还来源于W和W2C向γ相中的溶解。因此，可认为在烧结温度以下的升温过程中是先后生成Co3W、Co6W6C，至高温才生成ηl相。

 

η相长大机制

由于生成η相消耗γ相中的W和C溶质，在反应(1)中还伴随有C从合金中扩散逸出，引起γ相中W和C浓度的下降(偏离相应烧结温度下的饱和值)，与γ相毗邻的WC晶粒向γ相中的补充溶解则维持η相晶粒长大，又使γ相中W和C浓度趋于该温度下的饱和值(也有部分C原子从合金中逸出)。一旦合金达到热力学平衡状态，则η相停止成核长大。