硬質合金斷裂韌性的測試方法

作爲高硬脆材料的典型代表,硬質合金在加工、使用和運輸等過程中都要極爲小心,主要是因爲合金韌性不足,容易導致斷裂。那麽,硬質合金的斷裂韌性應如何測試,才能讓使用者更瞭解所選産品的質量。

中鎢在綫硬質合金刀具圖片

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硬質合金斷裂韌性的測試方法的包括維氏/努氏壓痕(IM)法、單邊切口梁(SENB)法、單邊V形缺口梁(SEVNB)法、壓痕-彎曲强度(IS)法等。

1.壓痕法

測試試樣表面先拋光成鏡面,在顯微硬度儀上,以10Kg負載在拋光表面用硬度計的錐形金剛石壓頭産生一壓痕,這樣在壓痕的四個頂點就産生了預製裂紋。根據壓痕載荷P和壓痕裂紋擴展長度C計算出斷裂韌性數值(KIC)。計算公式如下:

壓痕法計算公式圖片

其中E爲楊氏模量,載荷P單位爲N,裂紋長度C單位爲mm,顯微硬度HV單位爲GPa。

硬質合金預製裂紋圖片

硬質合金預製裂紋圖片

該測試方法SENB法簡便經濟,但大程度敏感于試樣表面光潔度和應力狀態,數據準確性和精確性較差。

2.SENB法

在矩形截面的長柱狀合金部件中部開一個很小的切口作爲預置裂紋,切口寬度最好不大于0.25mm,切口深度約爲試件的0.4~0.5倍,采用三點或四點彎曲對試樣加載直至斷裂。

該測試方法的數據較準確和可靠,深受國內外相關人員歡迎。但由于切口鈍化效應的存在,其測試的結果往往偏大。

3.SEVNB法

SEVNB法則通過小顆粒研磨膏製備切口半徑小于25μm的切口,使裂紋更接近真實裂紋,從而得到更爲準確的斷裂韌性值。

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