时间:2024-02-21 18:07
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钨钢,又称为硬质合金,是指至少含有一种金属碳化物组成的烧结复合材料。
碳化钨,碳化钴,碳化铌、碳化钛,碳化钽是钨钢的常见组分。碳化物组份(或相)的晶粒尺寸通常在0.2-10微米之间,碳化物晶粒使用金属粘结剂结合在一起。粘结剂通常是指金属钴(Co),但对一些特别的用途,镍(Ni),铁(Fe),或其它金属及合金也可使用。对于一个待定的碳化物和粘结相的成分组合称之为“牌号”。
钨钢的分类根据ISO标准进行。这种分类的依据是工件的材料种别(如P,M,K,N,S,H牌号)。粘结相成分主要是利用其强度和耐蚀性。
钨钢的基体由两部分组成:一部分是硬化相;另一部分是粘结金属。粘结金属一般是铁族金属,常用的是钴、镍。因此就有了钨钴合金、钨镍合金及钨钛钴合金。
含钨的钢材,比如高速钢和某些热作模具钢,钢材中含钨对钢材硬度和耐热性能有很显著的提高,但是韧性会急剧下降。钨资源的主要应用也是硬质合金,也就是钨钢。硬质合金,被称为现代工业的牙齿,钨钢制品的使用程度非常广泛。
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机理:当移动的位错与第二相质点相遇时,受到质点的阻挡,位错线无法穿过这些硬质点,位错只有绕着它发生弯曲、随着外加应力的增大,位错线受阻部分的弯曲加剧,以至绕着粒子的位错线在左右两边相遇,于是正负号位错彼此抵消,形成包围粒子的位错环,位错线的其余部分则越过粒子继续移动。这样第二相硬颗粒构成了位错运动的阻碍,同时也增加了位错线的长度,从而提高了合金的屈服强度。此为绕过机制,有时位错线可以直接通过第二相,则称切割机制,也产生强化效果。
在开始扩散时,浓度梯度变化较大,故浓度间变化较快,越到后来,这个变化就越慢,所以材料通过扩散达到均匀化,需要很长时间。 工业应用:将低碳钢通过渗碳达到某种较高浓度水平,或将带有成分偏析的铸件处理到某一相对比较均匀的程度。原子扩散的主要机制是什么?各自的应用范围、能及扩散的快慢如何? 空位扩散机制是扩散原子跳入空位,同时有空位移动与之配合。实现空位机制的条件是扩散原子的近邻应当有空位,同时空位周围的原子还具有超过能垒的能量。 这种扩散的能由原子跳动能和空位形成能两部分组成。
为什么说材料科学和材料工程是密不可分的系统工程?材料科学与工程的材料科学部分主要研究材料的结构与性能之间所存在的关系,即集中了解材料的本质,提出有关的理论和描述,说明材料结构是如何与其成分、性能以及行为相联系的。而另一方面,与此相对应,材料工程部分是在上述结构-性能关系的基础上,设计材料的组织结构并在工程上得以实施与,产生预定的种种性能,即涉及到对基础科学和经验知识的综合、运用,以便发展、制备、改善和使用材料,满足具体要求。两者只是侧重点不同,并没有明显的分界线,一般在使用材料科学这一术语时,通常都包含了材料工程的许多方面;而材料工程的具体问题的解决,毫无疑问,都以材料科学作为基础与理论依据,所以材料科学与材料工程是一个整体。
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