Разработка эффективных путей управления структурой и свойствами твердосплавных композитов, модифицированных наночастицами

Abstract

Приведены новые данные о влиянии добавок керамических наночастиц на свойства твердых сплавов WC-Co. Комплексное исследование твердых сплавов с использованием традиционных методов испытаний механических свойств в сочетании с металлографическими, электронно-микроскопическими методами и рентгенофазовым анализом позволили установить стабильные корреляционные связи между объемным содержанием наночастиц и средним размером карбидов, параметрами микроструктуры и прочностью твердых сплавов. Наночастицы, введенные в состав твердого сплава, способствуют уменьшению толщины металлической прослойки, и, как результат, обеспечивается увеличение прочности связующего и твердосплавного композита в целом. Обнаружено стабильное снижение среднего размера зерна карбидной фазы (вследствие блокирующего влияния наночастиц на процессы рекристаллизации). Результаты испытаний показывают, что модифицирование наночастицами способствует повышению основных конечных физико-механических свойств твердых сплавов: твердости, трещиностойкости, прочности на изгиб, модуля упругости, износостойкости

New data about influence of ceramic nanoparticles additives on the hard metals WC-Co properties are received. Complex investigation of hard metal using suggested conventional mechanic testing methods combined with metallography, electron microscopy and x-ray phase analysis enabled to establish stable correlating links between volume content of nanoparticles whith average sizes of carbide and micro structure parameters and strength of hard metals. Nanoparticles introduced into a binder size decrease of the metal interlayer and therefore increase the strength of binder and composite as a whole. The reduction of the carbide grain average size was found out as well (owing to nanoparticles blocking influence on recrystallization). The test results display that the modification thought nanoparticles enables to improve the main final physical and mechanical properties of hard metals properties: hardness, fracture toughness, transverse rupture toughness, elastic modulus, wear resistance