復合耐磨鋼板的梯度結構硬質合金的表層鈷含量低于合金的名義鈷含量，中間層的鈷含量高于合金名義鈷含量，合金的芯部為WC+Co+η三相組織。具有這種顯微組織結構的合金其表層具有很高的硬度，合金的中間層具有很好的韌性，因而能夠同時提高合金的表面硬度、耐磨損性能以及抗彎強度和沖擊韌性。通過光學顯微分析、X射線衍射分析、掃描電鏡分析、透射電鏡分析、密度測定，矯頑磁力以及力學性能測試等手段研究了合金碳含量、燒結溫度、滲碳時間、滲碳方式對合金顯微組織結構、力學性能和物理性能的影響。通過對雜質原子在液態金屬中的擴散研究，建立了碳原子在液態鈷相中的擴散系數方程，利用所獲得的擴散數據計算了WC+Co兩相區梯度結構厚度與工藝參數的關系，并建立了有效的數學模型。還分析了合金在滲碳過程中WC+Co兩相區梯度結構的形成機理。獲得以下主要結論：

　　1)滲碳過程中碳原子的擴散主要通過合金中的鈷相向合金內部擴散。因此，滲碳過程中梯度結構的形成主要受碳原子的擴散速率和合金表面的有效擴散面積控制。一般情況下，隨著合金碳含量和滲碳時間的增加，合金中WC+Co兩相梯度結構的厚度也相應增加。合理選擇滲碳處理工藝能夠在保持合金表面高硬度的情況下，同時提高合金的抗彎強度和沖擊韌性。

　　2)建立了雜質原子在液態金屬中的擴散系數方程。采用該方程計算了雜質原子在不同溫度液態金屬中的擴散系數，研究結果表明，該方程可以用于計算碳原子在液態鈷相中的擴散系數。利用所建立的梯度結構形成動力學方程計算了滲碳過程中梯度結構厚度隨滲碳時間的關系，所得到的結果與實驗結果比較接近。

　　3)滲碳處理過程中梯度結構的形成主要與WC的溶解—析出和液相燒結過程中WC顆粒的協調轉動有關。

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