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钢结硬质合金兼备硬质合金的高硬度、高耐磨性和钢的韧性、可机加工、可热处理等优良性能,是一种全新的工程材料,广泛应用于国民经济各领域。本文从硬质相成分以及合金元素Mo、Cr、C对钢结硬质合金组织和性能影响的角度着手,采用SEM、EDS、XRD、OM等显微分析手段研究钢结硬质合金显微组织的变化规律,并对材料进行宏观硬度、抗弯强度以及冲击韧性的测试,探索提高钢结硬质合金强韧性的工艺。本文采用真空液相烧结的方法制备钢结硬质合金,通过调整压胚的压制压力和真空烧结的温度,探索合理的钢结硬质合金制备工艺;改变各种合金元素的添加量,研究Cr、Mo、C的含量对钢结硬质合金组织和力学性能的影响;同时调整钢结硬质合金中的硬质相WC和TiC的添加比例,研究硬质相成分与合金组织及性能的关系。研究表明:钢结硬质合金混合粉末中WC的含量为60%(质量分数)时,压胚的压制压力在200MPa左右较为合适,压力过大,压胚会出现分层缺陷;应合理控制合金的烧结工艺和致密化温度,使合金具有良好的致密度和细小均匀的晶粒尺寸;Cr含量控制在10%左右时,WC钢结硬质合金拥有较好的综合力学性能,宏观硬度最高可达到70HRC,同时保持良好的强度(1270MPa)和韧性(10J/cm3),Cr含量过高会引起合金强度和韧性的急剧下降;WC-TiC钢结硬质合金中TiC/WC摩尔比值σ控制在0.8-1.0时合金可获得很高的硬度(91HRA)和最高的抗弯强度(2430MPa),TiC的含量过少或过多均对合金综合性能造成不良影响;Mo能有效改善TiC在铁基粘结相中的润湿性,但合金中Mo元素的添加量不宜过多,Mo含量只需1%就可起到很好的强化效果,Mo的添加量过多会引起合金强度的大幅降低;C/(W+Ti)摩尔比值控制在1.1时,合金组织细小均匀,(W,Ti)C固溶体球化效果较好,合金可获得最高抗弯强度(2570MPa),C/(W+Ti)摩尔比值过高时会引起钢结硬质合金硬度和强度的下降。通过调整钢结硬质合金的制备工艺和成分配比,制得的钢结硬质合金已基本超过了国内典型合金的强韧性水平。