北京工业大学最新《Acta Materialia》：超低金属含量硬质合金的同步高强韧化！

本文针对超低钴硬质合金中硬度-韧性-强度间的"互斥效应"难题展开研究。背景显示传统中高钴硬质合金难以满足极端工况需求，开发高性能超低钴硬质合金成为重要方向。研究通过引入Cr2(C,N)晶粒长大抑制剂，利用氮元素的固溶强化作用，优化界面结合状态，实现"晶粒强化-晶界强化-粘结相增韧"的协同效应。结果表明：添加0.5 Cr2(C,N)的WC-3Co合金获得硬度2143 kgf/mm²、断裂韧性9.7 MPa·m¹/²、横向断裂强度3031 MPa的优异综合性能。第一性原理计算和实验验证表明，氮固溶引起WC晶格膨胀和应变场，增强晶内键合强度，同时促进WC/Co界面共格结合，并通过层错网络增强Co相塑性变形能力。