梯度结构硬质合金的疲劳断裂

采用三点抗弯的方法研究WC-6Co梯度结构硬质合金和均质WC-6Co硬质合金的疲劳行为,探讨疲劳断口形貌与破坏机制的关系.结果表明:梯度结构硬质合金的疲劳裂纹在亚表面萌生；梯度结构硬质合金表层Co相发生明显塑性变形,WC相以沿晶断裂为主；中间层Co相变形也很明显,WC相解理断裂增加；内层Co相塑性变形很少,WC、η相以解理断裂为主；均质硬质合金Co相塑性变形明显,WC以沿晶、解理断裂为主,各部位断口形貌接近；梯度结构硬质合金的疲劳极限比均质硬质合金高约100 MPa；梯度结构硬质合金中疲劳裂纹沿垂直于试样下表面、平行于Co相梯度的方向形核,而均质硬质合金的疲劳裂纹沿平行于试样外表面方向形核.在应力集中效应、循环应力的作用下,Co相的马氏体相变是裂纹在亚表面萌生的主要原因；马氏体相变使Co相成为裂纹形核的快速通道,裂纹沿Co相梯度方向形核.