WC一Co硬质合金是最为常见的硬质合金材料，有着许多优良的性能，采用粉末烧结工艺获得。在实际生产中，烧结体的成分通常偏离Co-WC线，合金并非由简单的γ+WC两相组成。缺碳相η相是其中较为常见的物相。在绝大多数情况下，η相的存在是合金组织中一种恶性缺陷，它的存在使合金物理机械性能特别是强韧性十分低劣。所以必须充分了解η相的种类及产生的原因。

图 WC-Co电镜图片（黑色部分为η相）

 

η相的种类

由于WC+γ两相区碳含量宽度很窄，在实际生产条件下，原料缺碳或烧结介质脱碳常使合金中出现缺碳M6C或M12C型η相。M6C型η相主要有Co3W3C(η1)、Co2W4C(θ)；M12C型η相除了Co6W6C-F、Co6W6C-104F(η2)、Co3W9C4外，还包括Co3W6C(η1)、Co2W8C3、Co3W10C4等共六种。由于工业合金生产中，η1相最常见，且有较完善的检测手段，故一般以η1相作为η相来讨论。

 

η相的产生原因

由于WC+γ两相区碳含量宽度很窄，在实际生产条件下，原料缺碳或烧结介质脱碳是较为常见的η相产生原因。在WC-Co合金中，W从WC晶粒上向γ相扩散的速度较慢，故WC-γ相界上的W浓度比γ相高，η相晶坯一般沿WC-γ相界并以WC晶粒表面为异质核心而成核。WC-Co合金的γ相中有大量尺寸细小的WC晶粒，其表面残缺和棱角等表面能偏高的位置常被γ相填充，为η相的形成提供了理想的异质生核核心。

由于C原子在γ相中扩散较快，当WC以单原子形式溶入γ相后，C原子将从γ相逸出合金外，故WC+γ+η1三相合金γ相中的W溶质相对C而言总是过量的，室温固态合金[W]/[C]的稳定值为2.84。在烧结温度下(1350～1500℃)，平衡态γ相中W和C溶质浓度均有相应的稳定值，若C浓度损失过多，则出现缺碳的η1相。在烧结温度以下的升温过程中，首先形成Co3W、Co6W6C等中间态物相，高温下才出现η1相。