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Corrosion-induced changes on Hertzian contact damage in cemented carbides
International Journal of Refractory Metals & Hard Materials ( IF 4.2 ) Pub Date : 2020-07-24 , DOI: 10.1016/j.ijrmhm.2020.105334
Y.F. Zheng , G. Fargas , O. Lavigne , E. Roitero , L. Llanes

In this study, the influence of corrosion on the mechanical response and damage induced under Hertzian indentation is assessed for three cemented carbides with metallic binders of different chemical nature. Corrosion degradation is introduced in a controlled way, before subsequent spherical indentation testing, by immersing specimens in a stirred acidic medium. Results reveal quite strong corrosion effects on indentation stress-strain response and contact damage scenario. Such detrimental influence is found to be dependent on both the ratio between indentation depth and thickness of the corroded layer as well as chemical nature of the binder. In this regard, critical loads for emergence and evolution of specific damage events (i.e. ring and radial cracks, and even specimen failure) are proposed as figures of merit for material selection under the combined action of corrosion and contact loads. Within this context, the hardmetal grade with Co-base binder and addition of Cr is found to be the best option, among the three cemented carbides studied in this investigation. It points out the consideration of the synergic interaction between corrosion resistance and hardness/toughness correlation for microstructural design optimization of hardmetals under service-like conditions. These statements are supported by the relevant corrosion-induced changes also observed, by means of advanced characterization techniques, in terms of deformation/failure micromechanisms at both surface and subsurface levels.



中文翻译:

硬质合金腐蚀引起的赫兹接触损伤变化

在这项研究中,对于三种化学性质不同的金属粘结剂的硬质合金,评估了腐蚀对机械响应和赫兹压痕引起的损伤的影响。在随后的球形压痕测试之前,通过将试样浸入搅拌的酸性介质中,以受控的方式引入腐蚀降解。结果显示出对压痕应力-应变响应和接触损伤情况相当强的腐蚀作用。发现这种有害影响取决于压痕深度与腐蚀层厚度之间的比率以及粘合剂的化学性质。在这方面,特定损伤事件(例如,环形和径向裂纹,在腐蚀和接触载荷的共同作用下,作为材料选择的品质因数被提出来。在此背景下,在本研究中研究的三种硬质合金中,发现具有Co基粘结剂和添加Cr的硬质合金等级是最佳选择。指出了在类似使用条件下,硬质合金的显微组织设计优化中应考虑到耐蚀性与硬度/韧性相关性之间的协同作用。这些陈述得到了相关腐蚀引起的变化的支持,这些变化还通过先进的表征技术在表面和地下水平的变形/破坏微力学方面得到了观察。在这项研究中研究的三种硬质合金中,发现具有Co基粘结剂和Cr的硬质合金等级是最佳选择。指出了在类似使用条件下,硬质合金的显微组织设计优化中应考虑到耐蚀性与硬度/韧性相关性之间的协同作用。这些陈述得到了相关腐蚀引起的变化的支持,这些变化还通过先进的表征技术在表面和地下水平的变形/破坏微力学方面得到了观察。在这项研究中研究的三种硬质合金中,发现具有Co基粘结剂和Cr的硬质合金等级是最佳选择。指出了在类似使用条件下,硬质合金的显微组织设计优化中应考虑到耐蚀性与硬度/韧性相关性之间的协同作用。这些陈述得到了相关腐蚀引起的变化的支持,这些变化还通过先进的表征技术在表面和地下水平的变形/破坏微力学方面得到了观察。指出了在类似使用条件下,硬质合金的显微组织设计优化中应考虑到耐蚀性与硬度/韧性相关性之间的协同作用。这些陈述得到了相关腐蚀引起的变化的支持,这些变化还通过先进的表征技术在表面和地下水平的变形/破坏微观机制方面得到了观察。指出了在类似使用条件下,硬质合金的显微组织设计优化中应考虑到耐蚀性与硬度/韧性相关性之间的协同作用。这些陈述得到了相关腐蚀引起的变化的支持,这些变化还通过先进的表征技术在表面和地下水平的变形/破坏微力学方面得到了观察。

更新日期:2020-07-24
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