ОЦІНКА ЗАЛИШКОВИХ ТЕРМІЧНИХ НАПРУЖЕНЬ В ТОНКИХ ПРОШАРКАХ КОБАЛЬТОВОЇ ЗВ’ЯЗКИ СПЛАВІВ WC-Co

Наталія Литошенко

Наталія Литошенко Інститут надтвердих матеріалів ім. В. М. Бакуля НАН України

Ключові слова: залишкові термічні напруження, твердий сплав WC–Co, мікроструктурні параметри, аналітичний метод

Анотація

Завдання наукового дослідження полягає в тому, щоб оцінити рівень залишкових термічних напружень в тонких прошарках зв’язуючої фази, та карбідних зернах, які вона оточує в твердих сплавах WC-Co. Для цього запропоновано аналітичні методи, що враховують стереометричні параметри мікроструктури промислових марок твердих сплавів, визначені в площині шліфа.

Встановлено, що напруження розтягу в тонких кобальтових прошарках для сплавів ВК4-ВК25 становлять 1350-1103 МПа і є нижчими за середні напруження по об’єму зв’язки. Зерна WC в сплавах ВК4-ВК15 знаходяться під впливом розтягуючих напружень, а в ВК20 і ВК25 – напружень стиску, їх рівень значно нижчий ніж в полікристалічних агрегатах карбідних зерен.

Застосування запропонованого методу дає можливість проводити контроль точності вимірювання залишкових термічних напружень, допомагає встановити оптимальну структуру та технологічний режим охолодження після спікання. Зменшення локальних термонапружень в сплавах WC-Co покращить їх міцність, в'язкість руйнування, зносостійкість.

The task of the scientific study is to estimate the level of thermal residual stresses in the thin layers of the binding phase, and the carbide grains it surrounds, in alloys WC-Co. For this purpose, analytical methods, taking into account the stereometric parameters of the microstructure of the industrial marks of hardmetals, are defined in the plane section.

It was established that the tensile stresses in thin cobalt layers for WC-4 wt% Co to WC- 25 wt % Co alloys are 1350-1103 MPa and are lower than the average stresses in the bundle volume. Carbide grains in alloys WC- 4 wt % Co to WC- 15 wt % Co are under the influence of tensile stresses, and WC-20 wt %Co and WC-25 wt %Co are compressive stresses, their level is much lower than in polycrystalline aggregates of carbide grains.

The application of the proposed method will allow monitoring the accuracy of the measurement of residual thermal stresses, will help to determine the optimal structure and technological cooling mode after sintering. Reducing local thermal stresses in alloys WC-Co will improve their strength, fracture toughness, wear resistance.