12.08.2026
Comparative analysis of self-healing and hetero-healing of macro-cracks in WC–Co cemented carbide
Сотрудниками лаборатории физической мезомеханики и неразрушающих методов контроля был проведен сравнительный анализ механизмов самозалечивания и гетерогенного залечивания макротрещин в твердом сплаве WC–8 мас.% Co. Работа направлена на поиск эффективных стратегий восстановления структурной целостности твердосплавных изделий, эксплуатируемых в условиях интенсивных механических нагрузок.
Механизм самозалечивания оценивался путём ступенчатых изотермических выдержек вблизи температуры спекания. Установлено, что данный подход обеспечивает лишь 30%-е сокращение длины трещины и применим исключительно к дефектам шириной не более 50 мкм. Кроме того, в процессе самозалечивания вследствие обеднения углеродом происходит образование нежелательной η-фазы, что ухудшает эксплуатационные характеристики материала в зоне восстановления.
В качестве альтернативы был реализован механизм гетерогенного залечивания с применением разработанного эвтектического инфильтранта состава WC–70 мас.% Co. Эксперименты показали, что данный метод обеспечивает полное закрытие макротрещины за один цикл обработки. В зоне залечивания формируется узкая прослойка, обогащенная кобальтом, шириной порядка 50 мкм, при этом хрупкие фазы отсутствуют, а микроструктура сохраняет однородность с основным объёмом сплава.
Полученные результаты свидетельствуют о том, что разработанный протокол с использованием эвтектического инфильтранта является принципиально более эффективной стратегией восстановления целостности твердых сплавов. Он позволяет преодолеть ограничения, свойственные механизму самозалечивания, и открывает перспективы для практического внедрения в технологии ремонта и продления ресурса твердосплавного инструмента и конструкционных элементов.
Работа выполнена в рамках государственного задания ИФПМ СО РАН, проект FWRW-2026-0002.
Результаты исследования опубликованы в журнале International Journal of Refractory Metals and Hard Materials (SJR Q1): Tanzilya Kozlova, Irina Sevostyanova, Alexander Burlachenko, Aleksei Neiman, Vasiliy Shmakov, Svetlana Buyakova Comparative analysis of self-healing and hetero-healing of macro-cracks in WC–Co cemented carbide// International Journal of Refractory Metals and Hard Materials. – 2026. – V. 141. https://doi.org/10.1016/j.ijrmhm.2026.107999.
Статья доступна по ссылке https://authors.elsevier.com/a/1nZL4xvWgRqWj
Механизм самозалечивания оценивался путём ступенчатых изотермических выдержек вблизи температуры спекания. Установлено, что данный подход обеспечивает лишь 30%-е сокращение длины трещины и применим исключительно к дефектам шириной не более 50 мкм. Кроме того, в процессе самозалечивания вследствие обеднения углеродом происходит образование нежелательной η-фазы, что ухудшает эксплуатационные характеристики материала в зоне восстановления.
В качестве альтернативы был реализован механизм гетерогенного залечивания с применением разработанного эвтектического инфильтранта состава WC–70 мас.% Co. Эксперименты показали, что данный метод обеспечивает полное закрытие макротрещины за один цикл обработки. В зоне залечивания формируется узкая прослойка, обогащенная кобальтом, шириной порядка 50 мкм, при этом хрупкие фазы отсутствуют, а микроструктура сохраняет однородность с основным объёмом сплава.
Полученные результаты свидетельствуют о том, что разработанный протокол с использованием эвтектического инфильтранта является принципиально более эффективной стратегией восстановления целостности твердых сплавов. Он позволяет преодолеть ограничения, свойственные механизму самозалечивания, и открывает перспективы для практического внедрения в технологии ремонта и продления ресурса твердосплавного инструмента и конструкционных элементов.
Работа выполнена в рамках государственного задания ИФПМ СО РАН, проект FWRW-2026-0002.
Результаты исследования опубликованы в журнале International Journal of Refractory Metals and Hard Materials (SJR Q1): Tanzilya Kozlova, Irina Sevostyanova, Alexander Burlachenko, Aleksei Neiman, Vasiliy Shmakov, Svetlana Buyakova Comparative analysis of self-healing and hetero-healing of macro-cracks in WC–Co cemented carbide// International Journal of Refractory Metals and Hard Materials. – 2026. – V. 141. https://doi.org/10.1016/j.ijrmhm.2026.107999.
Статья доступна по ссылке https://authors.elsevier.com/a/1nZL4xvWgRqWj