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硬質(zhì)合金和高溫合金有何區(qū)別

2023-07-21

硬質(zhì)合金主要由兩部分組成:一部分是硬化相;另一部分是粘結(jié)金屬。硬化相是元素周期表中過渡金屬的碳化物,它們的硬度很高,熔點(diǎn)都在2000℃以上,有的甚至超過4000℃。另外,過渡金屬的氮化物、硼化物、硅化物也有類似的特性,也可以充當(dāng)硬質(zhì)合金中的硬化相。硬化相的存在決定了合金具有極高硬度和耐磨性。而粘結(jié)金屬一般是鐵族金屬,常用的是鈷和鎳。

硬質(zhì)合金,選用的原料粉末粒度在1~2微米之間,且純度很高。原料按規(guī)定組成比例進(jìn)行配料,加進(jìn)酒精或其他介質(zhì)在濕式球磨機(jī)中濕磨,使它們充分混合、粉碎,經(jīng)干燥、過篩后加入蠟或膠等一類的成型劑,再經(jīng)過干燥、過篩制得混合料。然后,把混合料制粒、壓型,加熱到接近粘結(jié)金屬熔點(diǎn)(1300~1500℃)的時候,硬化相與粘結(jié)金屬便形成共晶合金。經(jīng)過冷卻,硬化相分布在粘結(jié)金屬組成的網(wǎng)格里,彼此緊密地聯(lián)系在一起,形成一個牢固的整體。硬質(zhì)合金的硬度取決于硬化含量和晶粒粒度,即硬化相含量越高、晶粒越細(xì),則硬度也越大。硬質(zhì)合金的韌性由粘結(jié)金屬決定,粘結(jié)金屬含量越高,抗彎強(qiáng)度越大。

硬質(zhì)合金具有硬度高、耐磨、強(qiáng)度和韌性較好、耐熱、耐腐蝕等一系列優(yōu)良性能,特別是它的高硬度和耐磨性。硬質(zhì)合金廣泛用作刀具材料,如車刀、銑刀、刨刀、鉆頭、鏜刀等,用于切削鑄鐵、有色金屬、塑料、化纖、石墨、玻璃、石材和普通鋼材,也可以用來切削耐熱鋼、不銹鋼、高錳鋼、工具鋼等難加工的材料?,F(xiàn)在新型硬質(zhì)合金刀具的切削速度等于碳素鋼的數(shù)百倍。

硬質(zhì)合金還可用來制作鑿巖工具、采掘工具、鉆探工具、測量量具、耐磨零件、金屬磨具、汽缸襯里、精密軸承、噴嘴等。

高溫合金

高溫合金通常在700℃(甚至1000℃)以上高溫環(huán)境下工作,必須有抗氧化腐蝕和高溫強(qiáng)度等特殊性能。

易被氧化腐蝕是金屬的弱點(diǎn),而在高溫條件下,金屬的氧化腐蝕反應(yīng)將大大加快,結(jié)果會使金屬表面粗糙,影響其精度和強(qiáng)度,嚴(yán)重時甚至?xí)沽慵髲U。若在有腐蝕性介質(zhì)的高溫條件下工作(如高溫高壓的汽油燃燒后氣體中含磷、硫、釩元素),則腐蝕作用更強(qiáng),所以高溫合金必須具備很高的抗氧化腐蝕能力。

高溫合金在極高的溫度下工作,必須具備足夠的抗蠕變(即固體材料在一定應(yīng)力的作用下發(fā)生緩慢而連續(xù)的形變)能力,以保證它在一定的溫度和應(yīng)力的條件下,經(jīng)過長時間工作,總的形變?nèi)栽谝欢ǖ娜菰S限度以內(nèi)。

高溫合金由于在高溫下工作或在溫度交替變化的條件下工作,比常溫下更易發(fā)生疲勞破壞,或由于工作過程中反復(fù)急劇的冷熱變化形成相當(dāng)大的熱應(yīng)力而造成疲勞破壞。高溫合金必須具有良好的耐疲勞(即在長期變化載荷的作用下材料或零件發(fā)生突然斷裂的現(xiàn)象)性能。

為了適應(yīng)最新高科技的需要,以難熔金屬為基體的高溫合金可以在1500℃以上的高濕環(huán)境下工作,適合于制造工作在高溫、高應(yīng)力環(huán)境下的航天器零部件。


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