مقایسه خواص مکانیکی و متالورژیکی کامپوزیت میکروساختار و نانوساختار WC-9Co-0.7VC

Abstract

کامپوزیت‌های WC-Co که به هاردمتال‌ها موسوم اند، استفاده گسترده ای در بخش صنعت حفاری نفت و گاز دارند. چند سالی است که استفاده از این کامپوزیت ها با ساختار نانو، مورد توجه قرار گرفته است. در این تحقیق، کامپوزیت WC-9Co-0.7VC در دو حالت میکروساختار و نانوساختار با استفاده از فرآیند پرس داغ سریع ساخته شده و سپس ریزساختار و خواص مکانیکی آن‌ها با یکدیگر مقایسه شده است. خواص مکانیکی کامپوزیتِ هاردمتالِ میکروساختار و نانوساختار از قبیل چگالی، سختی، چقرمگیِ شکست و استحکامِ شکستِ برشی اندازه‌گیری شد. تقریبا در تمام خواص و ویژگی‌های اندازه‌گیری شده، نمونه نانوساختار، نتایج بهتری را در مقایسه با نمونه میکروساختار از خود نشان داد. بررسی ساختار نمونه‌ها به‌کمک میکروسکوپ الکترونی روبشی، نشان داد که کوچک شدن اندازه ذرات کاربید تنگستن به کمتر از nm 100 در نمونه نانوساختار، باعث ارتقا خواص شده است. مقدار سختی و استحکام شکست برشی متوسط در نمونه میکروساختار به‌ترتیب برابر با HV30 1310 و MPa 2604 است که این مقادیر در کامپوزیت نانوساختار به‌ترتیب برابر با HV30 1743 و MPa 3138 است.

Keywords

• هاردمتال
• نانوکامپوزیت
• پرس داغ سریع
• سختی و چقرمگی شکست