WC粒度分布对WC-Co硬质合金力学性能影响的模拟分析

张光亮¹，谢文^2,3，黄文亮^2,3，黄前葆^2,3，陈响明^2,3，王社权^2,3

1. 台州学院机械工程学院2. 株洲钻石切削刀具股份有限公司3. 硬质合金国家重点实验室

摘 要：本文旨在建立基于WC-Co硬质合金真实微观组织的力学性能预测有限元分析方法,进而分析WC颗粒粒度分布对微区变形和力学行为的影响。实验设计和制备了具有Co含量相同,WC晶粒分布均匀和非均匀的两种WC-Co硬质合金,并进行维氏硬度测试和用SEM进行组织观测。通过对合金组织的SEM形貌照片进行WC颗粒边界的重构,建立WC和Co两相真实组织的二维有限元模型。通过有限元模拟对两种合金的弹性模量、泊松比和强度等力学性能进行预测和微观变形机理分析。有限元模拟结果表明均匀合金强度高于非均匀合金,与实验测试的硬度所揭示的规律相吻合。对微观变形机理分析揭示了均匀合金应力分布更均匀是强度较高的主要内在机理,而WC/WC邻接界面的应力集中是弱化力学性能的主要机制。

关键词：硬质合金;力学性能;粒度分布;有限元;