WC-Basierte zementierte Hartmetalle mit hochentropielegierten Bindemitteln: Eine Übersicht
Autores: Straumal, Boris; Konyashin, Igor
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ciencias de los Materiales
Subcategoría
Materiales estructurales
Palabras clave
Carburos cementados
Aglutinante de cobalto
Aleaciones de alta entropía
Dureza
Tenacidad a la fractura
Transiciones de fase
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 5
Citaciones: Sin citaciones
Los carburos cementados han sido uno de los materiales de ingeniería más importantes desde su invención en la década de 1920. Comúnmente, consisten en granos duros de WC incrustados en un aglutinante dúctil a base de cobalto. Recientemente, se han realizado intentos de sustituir el cobalto utilizando aleaciones multicomponente sin un componente principal (también conocidas como aleaciones de alta entropía - HEAs). Las HEAs suelen contener al menos cinco componentes en cantidades más o menos iguales. La sustitución de un aglutinante de cobalto por HEAs puede llevar al refinamiento de los granos de WC; aumenta la dureza, la tenacidad a la fractura, la resistencia a la corrosión y la resistencia a la oxidación de los carburo cementados. Por ejemplo, se alcanzó una dureza de 2358 HV, una tenacidad a la fractura de 12.1 MPa.m1/2 y una resistencia a la compresión de 5420 MPa para un carburo cementado a base de WC con un 20 % en peso de la HEA equimolar AlFeCoNiCrTi con una red bcc. El carburo cementado con un 10 % en peso de la HEA Co27.4Cr13.8Fe27.4Ni27.4Mo4 con una red fcc tuvo una dureza de 2141 HV y una tenacidad a la fractura de 10.5 MPa.m1/2. Estos valores son más altos que los del compuesto típico WC-10 % en peso de Co. La sustitución de Co por HEAs también influye en las transiciones de fase en el aglutinante (entre las fases fcc, bcc y hcp). Estas transformaciones de fase pueden utilizarse con éxito para las modificaciones intencionadas de las propiedades de los carburo cementados WC-HEA. La forma de las interfaces WC/aglutinante (por ejemplo, su faceteado- rugosidad) puede influir en las propiedades mecánicas de los carburo cementados. La razón más probable para tal comportamiento es la modificación de las condiciones para el deslizamiento de dislocaciones, así como el desarrollo y crecimiento de grietas en las últimas etapas de deformación. Así, la sustitución de un aglutinante de cobalto por HEAs es muy prometedora para el desarrollo futuro de los carburo cementados.
Descripción
Los carburos cementados han sido uno de los materiales de ingeniería más importantes desde su invención en la década de 1920. Comúnmente, consisten en granos duros de WC incrustados en un aglutinante dúctil a base de cobalto. Recientemente, se han realizado intentos de sustituir el cobalto utilizando aleaciones multicomponente sin un componente principal (también conocidas como aleaciones de alta entropía - HEAs). Las HEAs suelen contener al menos cinco componentes en cantidades más o menos iguales. La sustitución de un aglutinante de cobalto por HEAs puede llevar al refinamiento de los granos de WC; aumenta la dureza, la tenacidad a la fractura, la resistencia a la corrosión y la resistencia a la oxidación de los carburo cementados. Por ejemplo, se alcanzó una dureza de 2358 HV, una tenacidad a la fractura de 12.1 MPa.m1/2 y una resistencia a la compresión de 5420 MPa para un carburo cementado a base de WC con un 20 % en peso de la HEA equimolar AlFeCoNiCrTi con una red bcc. El carburo cementado con un 10 % en peso de la HEA Co27.4Cr13.8Fe27.4Ni27.4Mo4 con una red fcc tuvo una dureza de 2141 HV y una tenacidad a la fractura de 10.5 MPa.m1/2. Estos valores son más altos que los del compuesto típico WC-10 % en peso de Co. La sustitución de Co por HEAs también influye en las transiciones de fase en el aglutinante (entre las fases fcc, bcc y hcp). Estas transformaciones de fase pueden utilizarse con éxito para las modificaciones intencionadas de las propiedades de los carburo cementados WC-HEA. La forma de las interfaces WC/aglutinante (por ejemplo, su faceteado- rugosidad) puede influir en las propiedades mecánicas de los carburo cementados. La razón más probable para tal comportamiento es la modificación de las condiciones para el deslizamiento de dislocaciones, así como el desarrollo y crecimiento de grietas en las últimas etapas de deformación. Así, la sustitución de un aglutinante de cobalto por HEAs es muy prometedora para el desarrollo futuro de los carburo cementados.