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淺談硬質合金與高溫合金的差異性

硬質合金的基體由兩部分組成:一部分是硬化相;另一部分是粘結金屬。

硬化相是元素周期表中過渡金屬的碳化物,如碳化鎢、碳化鈦、碳化鉭,它們的硬度很高,熔點都在2000℃以上,有的甚至超過4000℃。另外,過渡金屬的氮化物、硼化物、硅化物也有類似的特性,也可以充當硬質合金中的硬化相。硬化相的存在決定了合金具有極高硬度和耐磨性。

粘結金屬一般是鐵族金屬,常用的是鈷和鎳。
制造硬質合金時,選用的原料粉末粒度在1~2微米之間,且純度很高。原料按規定組成比例進行配料,加進酒精或其他介質在濕式球磨機中濕磨,使它們充分混合、粉碎,經干燥、過篩后加入蠟或膠等一類的成型劑,再經過干燥、過篩制得混合料。然后,把混合料制粒、壓型,加熱到接近粘結金屬熔點(1300~1500℃)的時候,硬化相與粘結金屬便形成共晶合金。經過冷卻,硬化相分布在粘結金屬組成的網格里,彼此緊密地聯系在一起,形成一個牢固的整體。硬質合金的硬度取決于硬化相含量和晶粒粒度,即硬化相含量越高、晶粒越細,則硬度也越大。硬質合金的韌性由粘結金屬決定,粘結金屬含量越高,抗彎強度越大。

高溫合金通常在700℃(甚至1000℃)以上高溫環境下工作,須***有抗氧化腐蝕和高溫強度等特殊性能。易被氧化腐蝕是金屬的弱點,而在高溫條件下,金屬的氧化腐蝕反應將大大加快,結果會使金屬表面粗糙,影響其精度和強度,嚴重時甚至會使零件報廢。若在有腐蝕性介質的高溫條件下工作(如高溫高壓的汽油燃燒后氣體中含磷、硫、釩元素),則腐蝕作用更強,所以高溫合金須***具備很高的抗氧化腐蝕能力。 高溫合金在極高的溫度下工作,須***具備足夠的抗蠕變(即固體材料在一定應力的作用下發生緩慢而連續的形變)能力,以保證它在一定的溫度和應力的條件下,經過長時間工作,總的形變仍在一定的容許限度以內。高溫合金由于在高溫下工作或在溫度交替變化的條件下工作,比常溫下更易發生疲勞破壞,或由于工作過程中反復急劇的冷熱變化形成相當大的熱應力而造成疲勞破壞。高溫合金須***具有良好的耐疲勞(即在長期變化載荷的作用下材料或零件發生突然斷裂的現象)性能。


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