E-Book Content
Министерство образования и науки Российской Федерации Сибирский федеральный университет
А. М. Капитонов, С. Г. Теремов, В. Е. Редькин
ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДА ДИНАМИЧЕСКОЙ УПРУГОСТИ ДЛЯ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА ТВЕРДОСПЛАВНОГО ИНСТРУМЕНТА Монография
Красноярск СФУ 2011 1
УДК 321.9.025 ББК 34.599 К20
Р е ц е н з е н т ы: Г. Н. Чурилов, д-р техн. наук, проф.; В. А. Полубояров, д-р. хим. наук, проф.
Капитонов, А. М. К20 Применение метода динамической упругости для контроля качества твердосплавного инструмента : монография / А. М. Капитонов, С. Г. Теремов, В. Е. Редькин. – Красноярск : Сиб. федер. ун-т, 2011. – 192 с. ISBN 978-5-7638-2086-7
Применен системный анализ физико-механических свойств твердых сплавов на основе системы карбид вольфрама – кобальт. Представлены расчеты влияния состава и структуры на динамические упругие постоянные твердых сплавов. Выполнено сравнение теории с экспериментом. Обоснован экспериментальный метод контроля качества твердых сплавов. Предназначена для научных сотрудников и аспирантов, специализирующихся в физике твердого тела, материаловедении, а также технологов и инженеров производства твердосплавного инструмента.
УДК 321.9.025 ББК 34.599
Сибирский федеральный университет, 2011
ISBN 978-5-7638-2086-7
2
ОГЛАВЛЕНИЕ ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………………….. Глава 1. ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ТВЕРДЫХ СПЛАВОВ……………………………………….. 1.1. Сведения о сплавах системы карбид вольфрама – кобальт…………………………… 1.2. Показатели физико-механических свойств твердых сплавов…………………………………………. 1.2.1. Общие положения………………………………… 1.2.2. Механические состояния…………………………. 1.2.3. Представление результатов исследований физических свойств……………………………….. 1.2.4. Упругие свойства твердых сплавов……………… 1.2.5. Предел упругости, предел пластичности………. 1.2.6. Прочность…………………………………………. 1.2.7. Предел прочности на растяжение………………. 1.2.8. Твердость…………………………………………. 1.2.9. Предел прочности на сжатие……………………. 1.2.10. Предел прочности на изгиб……………………. 1.3. Методологические принципы установления корреляционных связей между физико-механическими характеристиками материалов…………………………. 1.3.1 Общие положения……………………………….… 1.3.2. Корреляционные связи: твердость, прочностные параметры и упругие модули……. Глава 2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА МАТЕРИАЛОВ МЕТОДОМ ДИНАМИЧЕСКОЙ УПРУГОСТИ…………………………. 2.1. Предельные значения упругих характеристик композиционных материалов………………………….. 2.1.1. Предельные значения упругих характеристик однофазных поликристаллов…………………… 2.1.2. Предельные значения упругих характеристик композиционных материалов……………………. 2.2.Теория расчета упругих характеристик двухфазных композиционных материалов…………………………… 3
6 10 10 13 13 17 19 22 36 38 40 41 43 44 45 45 46
54 54 56 60 60
2.2.1. Метод Фойгта и Реусса…………………………… 2.2.2. Метод Хашина – Штрикмана……………………. 2.2.3. Метод самосогласования (ССМ)……………….. 2.2.4. Методы статистической микромеханики………. 2.2.5. Упругие модули сплавов системы WC Co (расчет)………………………. 2.2.6. Влияние структурных дефектов (пор и микротрещин) на упругие модули композиционных материалов…………………… Глава 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ УПРУГИХ СВОЙСТВ ТВЕРДЫХ СПЛАВОВ СИСТЕМЫ WC – Co………………………………………… 3.1. Плотность и упругие модули ВК-сплавов……………. 3.2. Экспериментальные исследования упругих свойств сплавов системы WC – Co, полученных горячим прессованием с использованием плазмоэлектролитного нагрева………………………… Глава 4. МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ ПРИНЦИПЫ ПРИМЕНЕНИЯ МЕТОДА ДИНАМИЧЕСКОЙ УПРУГОСТИ ДЛЯ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА ТВЕРДЫХ СПЛАВОВ…. 4.1. Обоснование физических моделей 4.1.1. Понятие стехиометрии композиционных материалов…………………… 4.1.2. Связь между компонентами твердого сплава…. 4.1.3. Влияние кобальта на упругие свойства ВК-сплавов……………………………………….. 4.1.4. Изменение фазового состава от содержания углерода………………………… 4.1.5. Морфоло