Yüksek sertli?i ve a??nma direnci nedeniyle, tungsten karbür  is widely used as a variety of processing tool materials, known as “industrial teeth”. Among them, WC Co tungsten karbür  en büyük üretim ve tüketim tungsten karbür  malzemeler. Onlarca y?ll?k geli?imden sonra, mühendislik uygulamas?nda tungsten karbür , sertlik ve a??nma direnci temel olarak servis performans?n?n gerekliliklerini kar??layabilirken, k?r?lma mukavemeti ve darbe toklu?u, uygulaman?n geni?lemesinin darbo?az?d?r. tungsten karbür , ?zellikle üst düzey uygulama. Uzun zamand?r, gü?lendirme ve sertle?tirme mekanizmas? hakk?nda sistematik bir anlay?? eksikli?i var. tungsten karbür , bir ?e?it metal seramik ?ift fazl? kompozit ve katk? maddeli ?ok fazl? kompozit malzemedir. Bu tür malzeme sisteminin ?ok bile?enli, yap?, mekanik davran?? ve kapsaml? performans aras?ndaki ili?kinin daha fazla ara?t?r?lmas? gerekmektedir.

1.bilimsel probems

?u anda, ortak temel ara?t?rma bilimsel sorunlar? alan?nda tungsten karbür  mühendislik uygulamas?ndan a?a??daki gibi ?zetlenebilir:

ultra ince ve nanokristalin endüstriyel haz?rlanmas?nda tungsten karbür , tane büyümesi, tane büyüme inhibit?rleri eklenerek kontrol edilmelidir. Bununla birlikte, inhibit?rlerin genellikle sertli?i ve mukavemeti üzerinde olumsuz etkileri vard?r. tungsten karbür . ?nhibit?r türevli mikroyap?n?n kararl?l?k kontrol fakt?rlerini ve mikroyap? ve mekanik ?zellikler üzerindeki etkilerini tam olarak anlamak gerekir. tungsten karbür .

Sert faz?n tane boyutunun mikron alt? ?l?e?in alt?na dü?mesiyle, i? arayüz yava? yava? sertli?in ve mukavemeti etkileyen ana fakt?r haline gelir. tungsten karbür . Bununla birlikte, WC / CO ve WC / WC s?n?rlar?n? stabilize edebilen fakt?rler ve stabilizasyon mekanizmas? iyi anla??lmam??t?r ve dü?ük enerjili arayüzün olu?umu ve evrim mekanizmas? iyi anla??lmam??t?r.

Mekanik davran?? ve mikro mekanizman?n incelenmesi ile tungsten karbür  oda s?cakl???nda ve yüksek s?cakl?kta, yüksek performansl? tasar?m ve haz?rlanmaya rehberlik etmek i?in hizmet sürecinde gü?lendirme ve sertle?tirme mekanizmas?n?n anla??lmas? derinle?tirilebilir. tungsten karbür . ?u anda, mikro deformasyon mekanizmas?, plastisite kayna?? ve yüksek s?cakl?k mekanik davran??? hakk?nda sistematik bir anlay?? yoktur. tungsten karbür .

2.Ara?t?rma ilerlemesi

Professor Song Xiaoyan’s team of Beijing University of technology has carried out a series of basic researches on the practical problems in the engineering application of tungsten karbür . 2013 y?l?nda ara?t?rma ekibi ilk olarak nanokristalini haz?rlad? tungsten karbür  hem yüksek sertlik hem de yüksek toklu?a sahip yüksek yo?unluklu ve düzgün yap?ya sahip blok malzemeleri ve nanokristalin iki fazl? arayüz uyumlu tutarl? sertle?tirme teorisini ?ne sürdü tungsten karbür  (ACTA mater. 2013, 61, 2154-2162), which has been fully verified in in-situ mechanical experiments (mater. Res. lett. 2017, 5, 55-60). Recently, combining theoretical modeling and experimental design, the research group has deeply studied various “interface structures” that may appear in tungsten karbür  ve 2-6 atomik tabaka kal?nl???na sahip ?e?itli türde arayüz yap?lar?, etkileyen fakt?rler, stabilizasyon yakla??mlar? ve mikro mekanizmalar bulunmu?tur. Katk? maddelerinin optimizasyonuna ve kompozisyonun ince ayar?na dayanarak, arayüz yap?s?n?n kararl?l???n?n do?ru kontrolü ger?ekle?tirilir. Faz arayüzü e?leme malzemelerinin V, Cr, Ti, Ta ve Nb gibi ?e?itli elementlerle anti-tanecikler aras? k?r?lma mekanizmas? ?nerilmektedir. Ayr?ca, arayüz yap?s? stabilitesi ve yüzey enerjisi anizotropisinin, dü?ük enerji s?n?rlar?nda ∑ 2 ve ∑ 13A olu?umu ve geli?imi üzerindeki etkisi, tane büyümesi inhibit?rlerinin optimize edilmesi ve Sinterleme Yo?unla?t?rma s?cakl???n?n kontrol edilmesiyle elde edilmi?tir. B?ylece, WC / CO uyumlu faz s?n?r?n?n WC / WC dü?ük enerjili tane s?n?r? da??l?m?na oran?n? artt?rmak i?in kontrol edilebilir haz?rl?k problemi tungsten karbür  is solved. Relevant achievements were successively published in Acta mater. 2018, 149, 164-178 and Acta mater. 2019, 175, 171-181 under the titles of “complexions in WC Co tungsten karbür s” and “l(fā)ow energy grain boundaries in WC Co tungsten karbür s”. Guided by the basic research, the research group and the enterprise cooperated to prepare the ultra-high strength and high toughness tungsten karbür  ortalama enine k?r?lma mukavemeti 5200mpa'dan fazla ve k?r?lma toklu?u 13.0mpa'dan fazla olan ?ubuklar · M1 / 2 K?r?lma mukavemeti de?eri, benzerleri aras?nda k?r?lma mukavemetinin en yüksek performans endeksidir. tungsten karbür  dünyada rapor.

Buna ek olarak, ara?t?rma grubu tungsten karbürün mikroyap?s?, mekanik davran??? ve kapsaml? ?zellikleri aras?ndaki ili?ki üzerine bir?ok ara?t?rma yapm??t?r. Deney a??s?ndan, tungsten karbürün harici yükleme alt?nda, ?zellikle ??k?k ve istifleme hatas? hareket yasas? alt?nda mikroyap? geli?imi, yerinde mekanik deney yoluyla ger?ekle?tirilmi?tir.

?nce yap? karakterizasyonu ve kristalografi analizi sayesinde, sert faz ve sünek faz?n kristal kusurlar?n?n yüksek mukavemet ve tokluktaki tungsten karbürdeki etkile?im mekanizmas? ?nerildi ve ?atlak ?ekirdeklenmesinin geciktirilmesi ve ?atlak büyümesine direnme mekanizmas? ortaya ??kt?. ?zellikle, tungsten karbürün gerilme davran??? g?z ?nüne al?nd???nda, WC faz?n?n ana kayma sisteminin, oda s?cakl???nda s?k??t?rma ?ubu?unun ??kmas?na neden olabilece?i, yüksek s?cakl?kta yeni kayma sisteminin aktivasyonunun, niceliksel olarak plastik katk? sa?layabilece?i ?nerilmektedir. tungsten karbürün plastik su?u ile kayma sisteminin hareketi ve yerinden ??kmas? ile s?cakl?k ile de?i?im kural? aras?ndaki ili?kiyi ortaya koymaktad?r. Simülasyon hesaplamas? a??s?ndan, bikristal ve polikristal tungsten karbürün oda s?cakl???nda ve yüksek s?cakl?ktaki mekanik davran??? moleküler dinamik y?ntem ve tane s?n?r?, faz s?n?r?, tanecik i?i kusur ve tane büyüklü?ünün mikro mekanizma üzerindeki etkisi tungsten karbürün deformasyonu ve k?r?lma davran??? atomik ?l?ekte a??kl??a kavu?turuldu. Elektronik ?l?ekte, durumun elektronik yo?unlu?u ve WC'nin ba?lanma ?ekli ilk prensip ile hesaplan?r ve analiz edilir ve WC'nin yüksek sertlikteki mikro mekanizmas? a??kl??a kavu?turulur.

It is proposed that the elastic modulus and hardness of WC can be further improved by micro solid solution of metal elements with high work function, and then higher hardness re solid solution unbonded phase WC bulk material is successfully synthesized in the experiment. In 2019, the above research progress was published in three consecutive articles in the international well-known journal crystal Journal: Acta crystal. 2019, B75, 134-142 (the first author is Fang Jing, master’s student); Acta crystal. 2019, B75, 994-1002 (the first author is Dr. LV Hao); Acta crystal. 2019, B75, 1014-1023 (the first author is Hu Huaxin, doctoral student). On the meso and macro scale, a finite element model based on the real three-dimensional structure of tungsten carbide  is established. The heterogeneous strain response and plastic deformation behavior of tungsten carbide  under the interaction of as prepared residual thermal stress and external stress in the bearing process are studied. The relationship between microstructure deformation behavior fracture toughness is revealed. This achievement was published in int. J. plasticity, 2019, 121, 312-323 (the first author is Dr. Li Yanan).

?ekil 1. VC ve Cr3C2 eklenerek olu?turulan WC / CO faz s?n?r?n?n arayüz yap?s? ve evrim ?zellikleri

?ekil 2. Tungsten karbürde katk? maddelerinin, s?cakl?k ve yüzey enerjisi anizotropisinin dü?ük enerjili tane s?n?rlar?n?n olu?umu ve geli?imi üzerindeki etkisi

?ekil 3. Nanokristal tungsten karbürde WC tane rotasyonunun mikro plastik deformasyon üzerindeki etkisi

?ekil 4. Tekrar ba?lanmam?? fazl? yeni tip yüksek sertlikte WC blok malzemenin mikroyap?s? ve mekanik ?zellikleri

?ekil 5. WC taban düzleminde ve silindir üzerindeki ana kayma düzleminde tipik dislokasyon reaksiyonlar? (dislokasyon ayr??mas?, s?k??t?rma ?ubu?u ??k?klar?n?n olu?umu vb. Dahil)

?ekil 6. Homojen olmayan su? yan?t?n?n s?k??t?rma s?ras?nda tungsten karbürün k?r?k davran??? üzerindeki etkisi