Los metales duros (WC-Co) y cermets son materiales muy usados como materiales de herramientas. Sin embargo, los WC-Co presentan pérdidas de propiedades mecánicas a temperaturas elevadas, mientras que la fragilidad elevada de los segundos compromete su empleo en este tipo de aplicaciones. El uso de materiales con función gradiente y laminados se plantean como una potencial solución. En este trabajo se fabrican distintos tipos de diseños de laminados (WC-Co/WC-Co y Cermet/WC-Co), que permiten alcanzar los equilibrios de comportamiento tribomecánico y termo-mecánico deseados. En este contexto, se realiza la caracterización macroestructural (homogeneidad e integridad estructural de las capas) y microestructural (composición química, análisis de fases, fenómenos de difusión en las intercaras). La caracterización mecánica incluye la resistencia a flexión y la tenacidad de fractura, así como la resistencia al rayado. Los resultados se discuten en el marco de la mecánica de la fractura elástica lineal, los mecanismos de aumento de tenacidad (desvío y bifurcación de las grietas) y la presencia de un umbral de resistencia mecánica asociado a la distribución de tensiones de compresión y tracción en los laminados diseñados y fabricados en este trabajo. Junta de Andalucía P12-TEP-2622
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handle: 10261/97145
Cemented carbides and cermets are potential materials for high speed machining tools. However, cemented carbides are not chemically stable at high temperature and cermets present poor fracture toughness. Novel cermet/hardmetal multilayer systems show a huge potential for this intended application. It would be possible to achieve the right balance of the required thermomechanical properties using cermet as temperature protective outer layers and hardmetal as reinforcement layers. In this work, preliminary results on the microstructural and mechanical characterisation of a multilayer TiCxN1-x-Co/WC-Co composite densified by hot pressing are presented, with special attention to the properties of the interface. Microstructural observations revealed the existence of strong bonding interfaces between cermet and hardmetal layers due to chemical interaction during the sintering process. As a consequence, owing to the different coefficient of thermal expansion between cermet and hardmetal, a tensile and compressive biaxial residual stress of σres,Cermet≈+260±50MPa and σres,WC-Co≈-350±70MPa was estimated in the corresponding layers. Microindentation cracks introduced in the cermet layers (the less toughness material) and propagated transversely to the layers were arrested at the interface, showing the combined effect of toughness and compressive stresses on crack shielding. Gobierno de España No. MAT2011-22981 Junta de Andalucía No. P12-TEP-2622
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Cemented carbides and cermets are potential materials for high speed machining tools. However, cemented carbides are not chemically stable at high temperature and cermets present poor fracture toughness. Novel cermet/hardmetal multilayer systems show a huge potential for this intended application. It would be possible to achieve the right balance of the required thermomechanical properties using cermet as temperature protective outer layers and hardmetal as reinforcement layers. In this work, preliminary results on the microstructural and mechanical characterisation of a multilayer TiCxN1-x-Co/WC-Co composite densified by hot pressing are presented, with special attention to the properties of the interface. Microstructural observations revealed the existence of strong bonding interfaces between cermet and hardmetal layers due to chemical interaction during the sintering process. As a consequence, owing to the different coefficient of thermal expansion between cermet and hardmetal, a tensile and compressive biaxial residual stress of σres,Cermet≈+260±50MPa and σres,WC-Co≈-350±70MPa was estimated in the corresponding layers. Microindentation cracks introduced in the cermet layers (the less toughness material) and propagated transversely to the layers were arrested at the interface, showing the combined effect of toughness and compressive stresses on crack shielding. Gobierno de España No. MAT2011-22981 Junta de Andalucía No. P12-TEP-2622
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