由于硬質(zhì)合金刀具材料的斷裂韌性欠佳,因此很難應(yīng)用于一些對(duì)刀具韌性要求較高的加工場(chǎng)合(如微型深孔鉆削等)。解決這一問題的一種有效方法是使用晶須增韌補(bǔ)強(qiáng)技術(shù)。
加入硬質(zhì)合金材料中的晶須能吸收裂紋擴(kuò)展的能量,吸收能量的大小則由晶須與基體的結(jié)合狀態(tài)決定。晶須增韌機(jī)制主要表現(xiàn)為:①晶須拔出增韌:晶須在外界負(fù)載作用下從基質(zhì)中拔出時(shí),因界面摩擦而消耗掉一部分外界負(fù)載能量,從而達(dá)到增韌目的,其增韌效果受晶須與界面滑動(dòng)阻力的影響。晶須與基體界面之間必須有足夠的結(jié)合力,以使外界負(fù)載能有效傳遞給晶須,但該結(jié)合力又不能太大,以便保持足夠的拔出長(zhǎng)度。②裂紋偏轉(zhuǎn)增韌:當(dāng)裂紋尖端遇到彈性模量大于基質(zhì)的第二相時(shí),裂紋將偏離原來(lái)的前進(jìn)方向,沿兩相界面或在基質(zhì)內(nèi)擴(kuò)展。由于裂紋的非平面斷裂比平面斷裂具有更大的斷裂表面,因此可吸收更多外界能量,從而起到增韌作用。在基質(zhì)內(nèi)加入高彈性模量的晶須或顆粒均可引起裂紋偏轉(zhuǎn)增韌機(jī)制。③晶須橋接增韌:當(dāng)基質(zhì)斷裂時(shí),晶須可承受外界載荷并在斷開的裂紋面之間起到橋梁連接作用。橋接的晶須可對(duì)基質(zhì)產(chǎn)生使裂紋閉合的力,消耗外界載荷做功,從而提高材料韌性。
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