鎢鋼是由硬質(zhì)相和較軟的粘結(jié)相所組成的不均勻材料,它的硬度宜採(cǎi)用洛氏硬度(HRA)和維氏(HV)硬度來(lái)度量。那鎢鋼硬度的影響因素有哪一些?
洛氏硬度是利用金剛石圓錐(120°,錐體頂端的曲率半徑約0.2±0.002mm)作壓頭,分別採(cǎi)用60kg、100kg、150kg三種靜負(fù)荷壓入合金,根據(jù)壓入深度(最終深度減預(yù)載荷深度)在刻度錶盤(pán)上,直接表示其硬度值,分別用HRA、HRB、HRC表示。鎢鋼為脆性材料,適合用能測(cè)到0.2HRA精度的硬度計(jì)來(lái)測(cè)量。
HRA硬度測(cè)量時(shí)必須使用接近待測(cè)試樣硬度標(biāo)準(zhǔn)硬度塊,在標(biāo)準(zhǔn)硬度塊上測(cè)三點(diǎn),標(biāo)準(zhǔn)硬度塊測(cè)量平均值與標(biāo)準(zhǔn)硬度塊所標(biāo)定的硬度值之差必須小於0.5HRA。
維氏硬度是利用金剛石四棱錐(136°)作壓頭,負(fù)荷9.807~493.7N不等,國(guó)內(nèi)一般採(cǎi)用294.2N,而國(guó)外趨向採(cǎi)用30、50N低負(fù)荷試驗(yàn)機(jī)。根據(jù)負(fù)荷和壓痕投影面積的比值來(lái)表示其硬度值,HV=1.8544P/D2,式中P為施加負(fù)荷,D為壓痕對(duì)角線長(zhǎng)度,HV單位為N/cm2。
據(jù)悉,最好的洛氏硬度計(jì)和維氏硬度計(jì),它們的測(cè)量誤差均在1~2%。下圖為鎢鋼的HV與HRA硬度對(duì)照表。
鎢鋼硬度的影響因素
(1)隨著鈷含量的增加,鎢鋼硬度不斷減小。在晶粒度與碳含量一定時(shí),每增加3%的鈷,鎢鋼的硬度大約會(huì)降低1HRA。
(2)隨鈷相平均自由程的增加,鎢鋼硬度會(huì)隨之而降低。
(3)不論是鈷含量多少的鎢鋼,它們的硬度都會(huì)隨著溫度升高而降低,在大約800°C時(shí)出現(xiàn)拐點(diǎn),其後隨溫度升高硬度會(huì)下降更快。低鈷和細(xì)晶粒的合金在高溫下保有較高的硬度。
(4)碳含量不同,鎢鋼的硬度也不盡相同。缺碳時(shí),產(chǎn)生硬脆的η相,相當(dāng)鈷相含量減小,並使WC晶粒細(xì)化,因而硬度增高;嚴(yán)重缺碳時(shí),η相過(guò)多(η相HV=1050,WC HV=1620)硬度反而下降;過(guò)量的碳,使合金中產(chǎn)生軟相石墨夾雜,因而硬度顯著下降;在WC+γ二相區(qū),由於碳量減少,鈷相中含W增加,鈷相固溶強(qiáng)化,WC晶粒較細(xì),因而硬度提高。