钢结硬质合金GJW50热疲劳开裂的探讨

尤显卿¹，张焱²，叶劲¹，丁峰²，刘宝¹

(1.合肥工业大学材料科学与工程学院,安徽合肥,230009;
2.安徽职业技术学院,安徽合肥,230051)

摘要:对钢结硬质合金GJW50试样进行了冷热循环实验,观察了试样在热应力作用下热疲劳裂纹的萌生、扩展以及试样开裂的全过程.结果表明:热疲劳裂纹出现前,在试样的光滑缺口边缘上产生了明显的塑性变形,呈现出凹凸不平.在试样缺口顶端的凹坑内萌生首条裂纹,萌生地是小颗粒的WC粒子集聚区或大颗粒的WC自裂纹".萌生的首条裂纹沿着与热循环方向平行的方向扩展,最终成为主裂纹.其扩展途径主要为沿WC聚集区和钢基体相的界面扩展以及在大面积的WC粒子聚集区内扩展.主裂纹遇到钢基体相后受阻,裂纹尖端钝化、转向,寻找耗能少的区域扩展.主裂纹在扩展时形成二次裂纹,但未形成明显上的龟裂;最终,仍然是主裂纹导致试样断裂.

关键词:钢结硬质合金; 热疲劳; 裂纹; 萌生; 扩展;

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