Исследование структуры и свойств твердых сплавов для прокатных валков

В работе исследовалась возможность применения твердых сплавов для изделий, работающих под воздействием переменных термических и механических нагрузок. Такие материалы должны иметь повышенное содержание связки. Материалы применяемых связок дорогостоящие, и актуальным является отыскание новых составов связок.

Исследовались системы Fe-WC (при 23% WC), Co-WC, Ni-WC, (Co+Ni)-WC, (Co+Ni+Cr_мет)-WC, (Co+Ni+Cr_карб)-WC, (Ni+Cr_мет)-WC (при 50% WC).

Получены следующие данные:

1. Исследование экспериментального сплава Fe-WС (23% WC), полученного методом ЭШП
   
   1. В литом состоянии получена мелкодендритная структура. Это может быть связано с тем, что после плавки порошкообразный WC выступил в качестве центров кристаллизации.
      
   2. Отмечено наличие в структуре ориентированных игольчатых выделений, предположительно имеющих карбидную природу. Данную фазу не удалось идентифицировать при помощи рентгеноструктурного анализа, но то, что выделение указанной фазы приводит к росту микротвердости, подтверждает предположение о ее карбидной природе.
      
   3. После закалки от температуры 940-960^oС появляется структурная неоднородность, что связано с частичным растворением карбидов в матрице. После закалки от температуры 1180-1200^oС структурная неоднородность практически не наблюдается.
      
   4. Рентгеноструктурный анализ показал, что при охлаждении от различных температур, взаимозависимо изменяется количество остаточного аустенита и неидентифицированной фазы.
      
2. Исследование сплавов, содержащих 50% WC с различной матрицей (температуры спекания 1300^oС и 1340^oС)
   
   1. Наиболее однородная и мелкодисперсная структура получена на образцах с матрицей Co+Ni+Cr_мет.
      
   2. Максимальная твердость получена на сплаве с матрицей Ni.
      
   3. Максимальная пористость у сплава с матрицей Ni+Cr_мет, минимальная - с матрицей Ni.
      
   4. Минимальной микротвердостью обладает матрица Co, максимальной - матрица Ni. При этом добавление Cr_мет к Ni резко снизило микротвердость.
      
   5. Не наблюдается интенсивного окисления сплавов вплоть до температур 1000-1050^oС.