钨钢硬度的影响因素

钨钢是由硬质相和较软的粘结相所组成的不均匀材料,它的硬度宜采用洛氏硬度(HRA)和维氏(HV)硬度来度量。那钨钢硬度的影响因素有哪一些?

洛氏硬度是利用金刚石圆锥(120°,锥体顶端的曲率半径约0.2±0.002mm)作压头,分别采用60kg、100kg、150kg三种静负荷压入合金,根据压入深度(最终深度减预载荷深度)在刻度表盘上,直接表示其硬度值,分别用HRA、HRB、HRC表示。钨钢为脆性材料,适合用能测到0.2HRA精度的硬度计来测量。

HRA硬度测量时必须使用接近待测试样硬度标准硬度块,在标准硬度块上测三点,标准硬度块测量平均值与标准硬度块所标定的硬度值之差必须小于0.5HRA。

维氏硬度是利用金刚石四棱锥(136°)作压头,负荷9.807~493.7N不等,国内一般采用294.2N,而国外趋向采用30、50N低负荷试验机。根据负荷和压痕投影面积的比值来表示其硬度值,HV=1.8544P/D2,式中P为施加负荷,D为压痕对角线长度,HV单位为N/cm2。

据悉,最好的洛氏硬度计和维氏硬度计,它们的测量误差均在1~2%。下图为钨钢的HV与HRA硬度对照表。

HV与HRA硬度对照表

钨钢硬度的影响因素

(1)随着钴含量的增加,钨钢硬度不断减小。在晶粒度与碳含量一定时,每增加3%的钴,钨钢的硬度大约会降低1HRA。

硬度与钴含量关系图片

(2)随钴相平均自由程的增加,钨钢硬度会随之而降低。

(3)不论是钴含量多少的钨钢,它们的硬度都会随着温度升高而降低,在大约800°C时出现拐点,其后随温度升高硬度会下降更快。低钴和细晶粒的合金在高温下保有较高的硬度。

温度对钨钢硬度的影响图片

(4)碳含量不同,钨钢的硬度也不尽相同。缺碳时,产生硬脆的η相,相当钴相含量减小,并使WC晶粒细化,因而硬度增高;严重缺碳时,η相过多(η相HV=1050,WC HV=1620)硬度反而下降;过量的碳,使合金中产生软相石墨夹杂,因而硬度显著下降;在WC+γ二相区,由于碳量减少,钴相中含W增加,钴相固溶强化,WC晶粒较细,因而硬度提高。

硬度与碳含量关系图片

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