硬质合金被称为工业的“牙齿”,在国民经济和社会发展中具有重要作用,其用途非常广泛,主要用于切削刀具,目前已占国内刀具的90%以上。硬质合金具有良好的综合性能,在刀具行业得到了广泛的应用。硬度和韧性之间的矛盾问题阻碍了硬质合金刀具的进一步发展。本文采用粉末冶金法制备了不同成分的细晶粒硬质合金材料,主要研究了钴含量、碳含量和碳化钛的添加量对细晶粒硬质合金组织及性能的影响。采用X射线衍射、SEM、自动钴磁仪、矫顽磁力测量仪、万能试验机等分析方法,研究了成分变化对细晶粒硬质合金组织及性能的影响。主要研究结果如下:烧结过程中钴不仅可以充分填充WC骨架之间的间隙,还避免了烧结过后形成钴池。钴磁随着钴含量的增加而提高,而矫顽磁力不断降低。合金的显微硬度和抗弯强度均在钴含量为13%时最大,此时晶粒尺寸较小,有助于提高显微硬度和抗弯强度。硬质合金的断裂主要发生的是延性断裂,断口有WC颗粒被拔出而留下的韧窝状组织。当碳含量增加时,组织中石墨相逐渐增多,并在高倍下观察出WC晶粒呈长大趋势;当加入的C为0.2%时,烧结过后的合金中只存在(WC+γ)相,抗弯强度达到最大值,此时的断口形貌中存在很多韧窝;当碳含量为1.2%时,抗弯强度数值最小,断口处有较多的石墨孔洞。合金的硬度随着碳含量的增加一直呈下降趋势;当碳含量增加时,矫顽磁力不断降低,而磁性钴含量不断升高,但均小于所加入的原始钴含量。添加碳化钛可以抑制W在Co中的固溶,提高合金的磁性钴含量;TiC和WC在烧结的过程中形成(Ti,W)C固溶体,分布在WC的边角处,阻碍WC晶粒的迁移长大,起到细化晶粒作用。合金的硬度随着TiC含量的增加不断上升,而抗弯强度随着TiC的增加而降低,因为烧结过程中形成的(Ti,W)C固溶体是一种硬脆相。裂纹扩展路径随着TiC含量的增加不断延长,添加TiC有利于提高合金的韧性。