Fatigue Behavior and Associated Binder Deformation Mechanisms in WC-Co Cemented Carbides

Autores/as

  • Lauro Vladimir Valle Alvarez Escuela Politécnica Nacional

Resumen

Resumen:La integridad mecánica de carburos cementados WC-Co ha sido estudiada por medio del análisis del crecimiento subcrítico de grietas y de la resistencia a la degradación por cargas cíclicas. La investigación se llevó a cabo en tres grados de metales duros con diferente contenido de aglutinante y/o tamaño de grano, mediante el análisis del crecimiento de grietas por fatiga y ensayos de resistencia a la fatiga a temperatura ambiente. Los resultados de resistencia a fatiga fueron comparados con datos experimentales de tenacidad de fractura y resistencia a la flexión. Bajo cargas cíclicas y dentro del contexto de la mecánica de la fatiga se puede determinar el umbral de propagación de grietas por fatiga como la tenacidad de fractura efectiva. Adicionalmente, se encontró que la aglomeración de granos gruesos y granos anormalmente gruesos constituyen los defectos críticos presentes en estos tipos de metal duro. Los resultados de EBSD sugieren que la transformación martensítica de la fase de cobalto (de fcc a hcp) no está asociada exclusivamente a la carga cíclica aplicada, sino que probablemente puede ser inducida por procedimientos de desbaste de las superficies expuestas. Desde la perspectiva de los micromecanismos de fatiga, dicha deformación se encuentra claramente localizada dentro de la fase aglutinante.

 

Abstract:The mechanical integrity of WC-Co hardmetals has been studied by the occurrence of subcritical crack growth and strength degradation under cycling loading. The investigation is conducted on three WC-Co hardmetals grades with different binder content and/or grain size by assessing fatigue crack growth (FCG) behavior and fatigue life tests at room temperature. Experimental fatigue results are compared to fracture toughness and flexural strength data. An analysis of the results within a fatigue mechanics context permits to corroborate FCG threshold as the effective fracture toughness under cyclic loading. Critical defects are evidenced to be agglomerates of coarse grains and abnormally coarse grains. EBSD mapping on stable propagated cracks has been accomplished to characterize the crack-microstructure interactions within the cobalt phase. EBSD results suggest that martensitic transformation of cobalt phase (from fcc to hcp) is not exclusively associated with cyclic loading, as it had been postulated in the literature. On the other hand, it seems to be induced by rough grinding of the exposed surfaces. From the perspective of fatigue micromechanisms, they are clearly localized within the binder phase.

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Biografía del autor/a

Lauro Vladimir Valle Alvarez, Escuela Politécnica Nacional

Facultad de Ingeniería Química y Agroindustria, Departamento de Ciencias de Alimentos y Biotecnología, Centro de Investigaciones Aplicadas a Polímeros

Citas

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Publicado

2014-08-31

Cómo citar

Valle Alvarez, L. V. (2014). Fatigue Behavior and Associated Binder Deformation Mechanisms in WC-Co Cemented Carbides. Revista Politécnica, 34(1), 87. Recuperado a partir de https://revistapolitecnica.epn.edu.ec/ojs2/index.php/revista_politecnica2/article/view/327