论文部分内容阅读
CoCrW合金由于其优异的热强性能、耐蚀性能以及耐磨性能被广泛的应用于一些工况恶劣,对材料性能要求极高的工业,如核能工业、燃气轮机工业、航空航天工业以及医学领域等。尽管有很多的优点,CoCrW合金塑韧性却极差,这导致长期以来CoCrW合金的使用状态都是铸态。然而随着工业的发展,铸态CoCrW合金的性能已经有所不及,亟需发展新的成型手段,从其成型的方式的改变来提高CoCrW合金的性能。国外已有变形成型的CoCrW合金,例如Stellite 6B合金,但是只能成型形状简单形状的零件,而且由于CoCrW合金硬度高,脆性大,后续加工费用过高,所以并不理想。近年来,有研究人员采用粉末冶金的手段成型CoCrW合金,发现粉末冶金工艺成型的CoCrW合金具有优异的性能。为进一步研究粉末冶金工艺成型的CoCrW合金组织及其力学性能,本工作采用了真空热压工艺成型CoCrW合金,在此基础上展开了对CoCrW合金显微组织及力学性能的研究。本文在粉末DSC的数据之上,制定了真空热压工艺,采用自制的真空热压炉成型了CoCrW合金。为了提高热压成型CoCrW合金的力学性能,本文在热压成型CoCrW合金的DSC数据之上制定了固溶处理制度。为了对比研究真空热压CoCrW合金的组织及力学性能,采用铸造的方法成型了CoCrW合金。利用SEM,EDS,XRD和TEM等手段探究了CoCrW合金相的组成,研究了真空热压成型CoCrW合金在固溶处理后后组织的变化,对比了铸造与真空热压法成型的CoCrW合金的组织。通过硬度实验,室温单向拉伸实验以及往复式球盘摩擦磨损实验,系统研究了热压态、固溶态及铸态CoCrW合金力学性能的变化。结果表明,热压态与固溶态CoCrW合金的组成相种类均为M23C6,M12C,Cr Co和g-Co,而铸态CoCrW合金的组成相为g-Co、M12C和M23C6。固溶处理后合金中M23C6的含量降低,原始颗粒边界大幅减少,合金的组织明显粗化,基体发生固溶强化。固溶处理提高了经热压成型的CoCrW合金的塑性和耐磨性能,适当温度及时间的固溶处理也可以提高经热压成型的CoCrW合金的硬度,但是过高温度、过长时间的固溶处理会降低其硬度,合金的抗拉强度则会随着固溶温度的升高、固溶时间的延长先增高后降低。铸态CoCrW合金的抗拉强度和塑性均优于热压态CoCrW合金,但将经热压成型的CoCrW合金进行适当的固溶处理后,固溶态CoCrW合金的抗拉强度和塑性均可优于铸态CoCrW合金。铸态CoCrW合金的硬度及耐磨性能则比热压态CoCrW合金的低。