О прочности при изгибе сверхтвердых композитных материалов на основе твердых сплавов WC-Co

Abstract

Представлены аналитические алгоритмы для вычисления предела прочности при изгибе сверхтвердых композитных материалов на основе твердых сплавов WC–Co. Рассмотрены мелкозернистые (средние размеры частиц дисперсной сверхтвердой фазы dC и карбидных зерен dWC одного порядка) и крупнозернистые (при dC>>dWC) материалы. Предполагается, что прочность композита определяется прочностью твердосплавной матрицы. Ее напряженное состояние оценивается средними по объему микронапряжениями в случае мелкозернистого и средними по межфазной поверхности напряжениями для крупнозернистого композитных материалов. Проанализированы результаты вычислений, которые представлены в таблицах и на графиках. Выявлено резкое снижение прочности с увеличением размера частиц сверхтвердой фазы и ее концентрации в композите.

Наведено аналітичні алгоритми для визначення границі міцності при згині надтвердих композиційних матеріалів на основі твердих сплавів WC-Co. Розглядаються дрібнозернисті (середні розміри частинок дисперсної надтвердої фази dC і карбідних зерен dWC одного порядку) і крупнозернисті (за умови dC>>dWC ) матеріали. Припускається, що міцність композита визначається міцністю твердосплавної матриці. Її напружений стан оцінюється середніми за об’ємом мікронапруженнями у випадку дрібнозернистого і середніми на міжфазній поверхні напруженнями для крупнозернистого композитних матеріалів. Виявлено різке падіння міцності при збільшенні розміру частинок надтвердої фази та її концентрації в композиті.

We present analytical algorithms for bending strength limit calculation for superhard composite materials based on WC-Co hard alloys. We have analyzed fine-grained materials (where average sizes of the disperse superhard phase particles dC and of carbide grains WC are of the same order) and large-grained ones (for dC>>dWC ). The composite strength is supposed to be controlled by the hard alloy matrix strength, whose stressed state is assessed by volume- averaged microstresses (in case of small-grained materials) or interphase surface- averaged stresses (in case of large-grained composite materials).