如何检测硬质合金喷嘴的强度与韧性?

如何检测硬质合金喷嘴的强度与韧性?

硬质合金喷嘴的强度与韧性是评价其在工业环境中耐久性和可靠性的核心指标。强度反映材料抵抗宏观变形和断裂的能力,韧性则体现材料在裂纹存在或冲击条件下吸收能量的表现。这些性能的检测通常采用标准化的力学测试方法,结合喷嘴的复合材料特性(硬质相与粘结相的协同作用)进行评估。试样制备需确保表面质量和几何精度,测试过程在控制的环境中完成,以获得可重复的结果。这些检测结果可用于指导材料配方调整、工艺优化以及喷嘴在不同工况下的适用性判断。

如何通过三点 / 四点弯曲测试测定横向断裂强度(TRS)?
横向断裂强度(TRS)是硬质合金喷嘴强度评价中最常用的指标之一,主要通过三点弯曲测试或四点弯曲测试来测定。这两种测试均采用条形试样,三点弯曲测试在试样跨中施加单一集中载荷,两端采用简单支撑,形成最大弯矩位于载荷点下方;四点弯曲测试则在试样上部对称施加两个载荷点,产生恒定弯矩区,使应力分布更为均匀,从而减少局部应力集中对结果的干扰。在测试过程中,载荷以恒定速率增加,直至试样发生断裂,记录断裂载荷、跨距和试样截面尺寸,根据相应公式计算TRS值。四点弯曲测试在评估材料内部缺陷敏感性时具有优势,而三点弯曲测试操作相对简便,常用于常规质量控制。试样制备要求表面无可见缺陷、平行度良好,测试后断口分析有助于进一步理解断裂机制。

怎样采用压痕法与单边切口梁法测试断裂韧性?

断裂韧性是表征硬质合金喷嘴抵抗裂纹扩展能力的关键参数,压痕法和单边切口梁法是两种常用的测试手段。压痕法利用维氏或努氏压头在试样抛光表面施加高载荷,形成压痕及从压痕角点扩展的裂纹,通过测量裂纹长度、压痕尺寸和载荷值,结合经验公式计算 K_IC。该方法操作简便、对试样损伤小,适合初步筛选或小尺寸部件检测,但结果受表面残余应力和裂纹类型影响较大。单边切口梁法(SEVNB或SEPB)则在条形试样一侧引入预制锐利切口(通常通过金刚石锯或激光加工),采用三点或四点弯曲加载至裂纹失稳扩展,记录临界载荷和切口深度,根据断裂力学公式求得 K_IC 值。该方法测试结果更接近真实断裂韧性,重复性较好,但试样制备和切口加工要求较高。两种方法结合使用可相互验证,提供对硬质合金喷嘴韧性更全面的认识,支持材料在冲击或疲劳工况下的性能评估。

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