鋼結(jié)硬質(zhì)合金在鋼材中具有其特殊的優(yōu)勢(shì)

    鋼結(jié)硬質(zhì)合金是以難溶金屬碳化物（主要有WC、TiC等）為硬質(zhì)相、以鋼作粘結(jié)相的一種復(fù)合材料。鋼結(jié)硬質(zhì)合金的硬質(zhì)相一般占合金總質(zhì)量的30%～50%，其余部分為鋼基體。由于鋼基體所占比例較大，鋼的性質(zhì)較為明顯，有著良好的可加工性，可熱處理性和可鍛性等，經(jīng)過(guò)粉末混合、壓制成型、燒結(jié)、鍛造、切削加工、熱處理等工序后，可得到各種規(guī)格、各種形狀的鋼結(jié)硬質(zhì)合金制品，其應(yīng)用范圍十分廣泛。鋼結(jié)硬質(zhì)合金的力學(xué)性能介于硬質(zhì)合金和鋼之間，與鋼相比，有更高的硬度、更好的耐磨性及更高的彈性模量和抗壓強(qiáng)度；與硬質(zhì)合金相比，有良好的抗彎強(qiáng)度和沖擊韌性，有良好的自潤(rùn)滑性、較低的摩擦系數(shù)、優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性，表現(xiàn)出優(yōu)異的綜合性能。其硬度可達(dá)到HRC60～70，而韌性指標(biāo)則較普通硬質(zhì)合金有較大程度的改善。在退火狀態(tài)下，可以采用普通切削加工設(shè)備和刀具進(jìn)行車(chē)、銑、刨、磨、鉆等機(jī)械加工，還可以鍛造、焊接；而在淬硬狀態(tài)下，則具有很高的硬度。由于含有大量彌散分布的高硬度硬質(zhì)相，其耐磨性可以與高鈷硬質(zhì)合金接近；比高合金模具鋼有更高的彈性模量、耐磨性、抗壓強(qiáng)度和抗彎強(qiáng)度。由于有以上特點(diǎn)，鋼結(jié)硬質(zhì)合金在鋼材中有其特殊的優(yōu)勢(shì)。更重要的是，鋼結(jié)硬質(zhì)合金的價(jià)格不及普通硬質(zhì)合金的一半，而使用壽命卻是鋼的幾倍，幾十倍，甚至幾百倍，具有很大的經(jīng)濟(jì)效益。鋼結(jié)硬質(zhì)合金制品可根據(jù)需要進(jìn)行各種熱處理操作，以滿(mǎn)足不同模具在使用性能上的要求，特別是經(jīng)過(guò)淬火和回火后，可獲得回火馬氏體+合金碳化物+均勻分布的硬質(zhì)相所構(gòu)成的組織，保證了模具材料的強(qiáng)度、硬度、韌性等使用性能要求，同時(shí)提高了模具的耐磨性；還可以采用鑲嵌的方式在模具的關(guān)鍵部位使用，提高產(chǎn)品的加工質(zhì)量和加工精度。

    鋼結(jié)硬質(zhì)合金的成分范圍不斷拓寬，現(xiàn)正向兩頭延伸，一頭向硬質(zhì)合金領(lǐng)域延伸，提高硬質(zhì)相含量，*高可達(dá)92%；另一頭向高速鋼領(lǐng)域延伸，提高鋼基體含量，*高可達(dá)90%。通過(guò)選擇不同鋼種和成分作粘結(jié)劑，可制取具有特定性能的合金，以適應(yīng)各種不同應(yīng)用領(lǐng)域的要求。

    近年的研究發(fā)現(xiàn)，以富鐵的Fe-Co-Ni作為粘結(jié)劑的鋼結(jié)硬質(zhì)合金，其性能甚至優(yōu)于WC-Co硬質(zhì)合金，因?yàn)樵贔e-Co-Ni系中可通過(guò)馬氏體相變、沉淀硬化和有序−無(wú)序相變使合金強(qiáng)化，其抗彎強(qiáng)度與普通硬質(zhì)合金相當(dāng)，綜合性能優(yōu)異。研究還發(fā)現(xiàn)，在合金中添加0.4%～0.8%的稀土元素，就對(duì)合金的組織和性能產(chǎn)生極大影響。例如，稀土元素鈰和鑭在球磨過(guò)程中與體系中的活性氧、硫反應(yīng)，生成穩(wěn)定的硫氧化物，起到脫硫脫氧的作用。另?yè)?jù)報(bào)道，在TiC基鋼結(jié)硬質(zhì)合金中添加適量的納米TiN，細(xì)小的TiN“鑲嵌”在較大的TiC晶粒晶界上，能抑制TiC晶粒長(zhǎng)大并阻礙硬質(zhì)相的橋接。同時(shí)，納米顆粒作為間隙粒子填充到較大的硬質(zhì)相顆粒空隙中，能提高材料的致密度。