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采用电冶熔铸工艺制备了以GCr15轴承钢为基体,含量分别为20、30、40和50wt%的WC颗粒作为硬质相的电冶WC钢基复合材料。借助金相分析、扫描电镜、X射线衍射及能谱分析等方法研究了材料熔铸态的微观组织及碳化物的演变过程,不同热处理状态下的组织结构。重点研究了其断裂韧性性能,系统分析了热处理工艺、WC颗粒大小、含量对该材料的断裂韧性的影响,提出了其断裂模式。 电冶WC钢基复合材料中,较低含量WC（20wt%）时,多数WC颗粒溶入高温钢液中,冷却时形成不连续网状复式碳化物且沿晶界分布,基体中由于快速冷却析出了许多细小的原位碳化物颗粒;当WC（40wt%）含量较高时,显微组织主要是以Υ-Fe+WC、Υ-Fe+Fe3W3C共晶组织为主,它们呈现树枝状和锚状,另外,还有一些不规则的块状组织;大颗粒WC周围形成了厚达数微米的反应层,界面结合强度大为提高。 对于WC含量为50%的复合材料,由于电冶熔铸及后续热处理加热温度很高,使碳化物相溶解并析出,从而使不同热处理的组织具有各自的特点。此材料具有三种类型的碳化物,一类碳化物与二类碳化物的性质与物理状态均不相同。 断裂韧性试验中发现,SENB法对于电冶熔铸WC钢基复合材料的断裂韧性测试适用可行,数据稳定。该种材料具有较高的断裂韧性,断口形貌主要特征为WC解理、基体准解理及分散韧窝和韧窝带。经热处理后,材料的断裂韧性有较大提高,退火态达23MPa·m1/2。随着WC颗粒的含量、粒度的增加,复合材料的断裂韧度降低。硬质相对材料的断裂韧性和断裂行为起决定性作用,该种复合材料具有复合断裂机制,断口分析证实此类断口为韧——脆复合断口。