《表3 复合材料的性能：热压法制备超细晶WC-Al_xCrFeCoNi复合材料及其组织与性能》

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《热压法制备超细晶WC-Al_xCrFeCoNi复合材料及其组织与性能》

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硬度和断裂韧性是硬质合金的2个重要性能指标，与合金的相组成、显微组织、粘结相的种类与含量以及孔隙度等因素密切相关。表3所列为WC-HEA复合材料与WC-Co硬质合金的维氏硬度（HV）和断裂韧性。由表可知，4种材料的硬度明显不同。传统WC-10Co硬质合金的HV为19.0 GPa，WC-10Alx Cr Fe Co Ni的硬度略微高于WC-10Co硬质合金，2#和1#材料的HV分别为19.3和20.3 GPa。根据Hall-Petch关系[21]，材料的硬度随WC晶粒尺寸减小而增大。因此，WC-10HEA复合材料的硬度高于WC-10Co合金的，主要是由于WC-HEA复合材料具有更细小的WC晶粒以及高熵合金具有比Co更高的硬度。值得注意的是，2#材料的平均晶粒度为309 nm，硬度却低于平均晶粒度为332 nm的1#。根据文献[17]报道，AlxCr Fe Co Ni系高熵合金的硬度和强度随Al含量增加而降低，AlCrFeCoNi合金的硬度远高于Al0.5Cr Fe Co Ni，WC-HEA复合材料继承了高熵合金的特性，所以1#材料的硬度高于2#的。从表3看到，4种材料的断裂韧性能相差不大。其中，WC-10Co的断裂韧性为11.9 MPa·m1/2，高于1#，但低于2#。1#材料的断裂韧性较低，这与AlCrFeCoNi高熵合金的延展性较低有关。相比于1#材料，4#材料的粘结相含量增加，断裂韧性有一定的改善，但硬度明显下降。综上所述，用高熵合金替代Co作为粘结相，能显著抑制WC晶粒长大，有明显细化WC晶粒的作用，从而使复合材料的性能明显提升。1#的硬度最高，但断裂韧性最低。2#具有最佳的综合力学性能。