钨钼渗铜材料力学性能及金相组织研究

本文基于试验研究法采用INST RON-20拉伸试验机,对钨钼渗铜材料进行室温拉伸试验测试。结果表明,相同或相近骨架密度的钨钼渗铜材料在800℃高温下,骨架固溶强化密度达350 MPa。当Mo含量为10%时,钨钼渗铜材料在1 200℃下的固溶强化强度可达220 MPa。由此说明,适当增加Mo含量,可强化钨钼渗铜材料力学性能。通过对钨钼渗铜材料拉伸断口形貌及金相组织状态观察,发现Mo含量越高,其解理断裂越少。     

钼含量对钨钼渗铜材料烧结工艺和力学性能的影响

采用熔渗法制备了5种相同骨架密度、不同钨钼成分配比的W-Mo-Cu材料,对5种不同成分材料的烧结工艺和烧结组织进行分析,并对物理力学性能,包括室温抗拉强度、高温(800℃、1 200℃)、室温冲击功以及室温断裂韧度进行对比研究,结果表明:W-Mo-Cu材料的烧结温度随钼含量的增加而降低; W-Mo合金骨架实现了固溶,固溶程度随W-Mo合金烧结温度提高而提高,随钼含量的降低而提高。W-Mo-Cu材料的力学性能基本介于W-Cu材料和Mo-Cu材料之间,密度随W-Mo的配比而变化,可以在W-Cu材料和Mo-Cu材料之间连续调节; Mo含量在30%(质量分数)以内的W-Mo-Cu材料具有与W-Cu材料相当的高温强度,W-Mo合金骨架固溶强化效果明显,800℃和1 200℃的最高强度能够达到330 MPa和215 MPa。     

冷等静压法制备Mo-30Cu合金的组织与轧制性能

采用冷等静压法(cool isostatic pressing,CIP)制得大尺寸钼骨架,对骨架进行渗铜制备Mo-30Cu合金,并在350℃进行温轧,研究CIP压力及熔渗温度和熔渗时间对合金致密度的影响以及合金的轧制性能。结果表明:采用冷等静压法在120~180 MPa压力下可制备孔隙分布均匀,无分层等缺陷的钼骨架,熔渗后坯料的线收缩率随CIP压力增加而逐渐降低,最佳CIP压力为160 MPa;在一定范围内升高熔渗温度与延长保温时间均有助于提高合金致密度;冷等静压–溶渗法制备的高致密Mo-30Cu合金具有较好的温轧性能,有效提高了大尺寸试样的加工性能。CIP压力为160 MPa压制的骨架在1 350℃渗铜6 h后相对密度达到99%以上,合金的温轧变形量可达到65%。     

高速压制技术(HVC)在制备W-15Cu合金中的应用

在熔渗法制备W/Cu合金的过程中,采用细钨粉(1.85μm)制备的钨铜合金与采用粗粒度钨粉制备的钨铜合金相比组织更均匀,产品性能也更好.但以细钨粉为原料,采用传统压制工艺很难得到相对密度达到72.40%的W85骨架,因而得不到成分为W-15Cu的合金.本试验采用高速压制技术(HVC)成功获得相对密度达到72.40%的细粉W85骨架,然后在氢气炉中,1 400℃高温熔渗制备得到W85/Cu合金.采用扫描电镜(SEM)对钨铜复合材料的组织和成分进行观察与分析,并测定材料的密度、气密性、热导率和热膨胀系数.结果表明:采用高速压制技术结合熔渗工艺制备的W-15Cu材料相对密度达到99.5%;热导率为177W/(m·K),气密性(He吸附)为1.0×10-9Pa·m3·s-1和热膨胀系数(150℃)为6.9×10-6/K,各项性能指标均达到相应热沉材料的要求.     

粉末粒度对于高温钨渗铜材料骨架性能的影响

高温钨渗铜材料是由高温烧结钨骨架经熔渗金属铜而制成的互不固溶型复合材料 ,钨骨架的连续程度、钨颗粒的连接状态以及孔隙形态和大小等因素将直接影响材料的使用性能。本文从钨粉粒度的角度出发 ,研究其对于钨渗铜材料骨架性能的影响 ,实验表明 ,在相同的烧结制度 (2 2 30℃× 5h)下 ,细颗粒钨粉所得到的骨架密度比中颗粒钨粉所得到的要高 ,但其内部形成大量封闭孔隙 ,使得其连通性能不及中颗粒钨粉所得骨架 ,不利于金属铜的熔渗 ;对于相近骨架密度 (86± 0 5 % )的两种试样 ,从渗铜结果来看 ,二者的骨架连通性能相当。从SEM照片来看 ,细颗粒钨骨架的晶粒尺寸明显比同骨架密度中颗粒钨骨架的晶粒尺寸小 ,高温拉伸结果显示细颗粒钨渗铜材料比相应中颗粒钨渗铜材料的强度要高的多 ,这一点说明了钨骨架的晶粒细化对钨渗铜材料有明显的强化作用。     

C/C-ZrC骨架压力浸渗Cu的微观结构与力学性能

以炭纤维针刺整体毡为预制体,先采用CVI增密工艺制备密度1.10 g/cm3的C/C坯料,然后通过PIP法将ZrC陶瓷加入C/C制得密度1.50 g/cm3的C/C-ZrC骨架,最后对C/C-ZrC骨架压力浸渗Cu.结果表明:C/C-ZrC骨架的浸铜体积分数达24％,开孔浸铜率达74％,浸铜后的材料密度3.63 g/cm3,开孔率5.6％,获得良好的浸铜效果.浸入骨架的Cu填充到骨架中网胎层和纤维束间的孔隙里,与ZrC、炭一起构成骨架浸铜材料的基体.骨架中的炭纤维对基体增韧增强,使C/C-ZrC骨架浸铜后的材料抗弯强度达到302 MPa,抗压强度达到342 MPa.     

难熔金属浸渗复合材料力学性能和抗烧蚀性能研究

采用熔渗法制备了两种难熔金属浸渗复合材料,分别为钨渗铜复合材料和钼渗铜复合材料,牌号为W-7Cu和Mo-10Cu。对两种材料进行了物理力学性能,如:室温抗拉强度、高温(800℃、1 200℃、1 600℃)抗拉强度、室温断裂韧度、室温弹性模量以及抗烧蚀性能的对比研究。结果表明:W-7Cu材料具有更好的力学性能和抗烧蚀性能,室温抗拉强度为728 MPa,1 600℃抗拉强度达到86 MPa;电弧风洞试验2 500 K温度下,线烧蚀速率为0.231 mm/s。Mo-10Cu材料具有更好的韧性,室温断裂韧度为41 MPa·m~(1/2)。     

钨渗铜复合材料致密化机理研究

以粗细钨粉和铜丝为原料,采用粉末冶金工艺制备钨骨架,随后通过液态熔渗铜的方法制备低铜含量(质量分数低于10%)的钨渗铜复合材料。利用电子天平、金相显微镜和扫描电镜分析材料的致密度及显微组织,对材料在制备过程中的致密化机理进行探讨。结果表明:钨渗铜复合材料熔渗过程的驱动力既有毛细管力又有晶界扩散作用,熔渗路径可用根系模型来阐释;在钨骨架中加入Ni等诱导金属可强化熔渗过程;低铜含量的致密钨渗铜复合材料需制备高致密度且具有联通晶界或孔隙的钨骨架。     

骨架密度对C/C-ZrC骨架压力浸渗铜的影响

采用CVI法增密针刺毡炭纤维预制体制备C/C坯体,然后用PIP法在C/C坯体中加入ZrC陶瓷制得不同密度的C/C-ZrC骨架,再对C/C-ZrC骨架进行压力浸渗铜,研究了不同密度的C/C-ZrC骨架压力浸渗铜的组织和性能.结果表明:密度分别为1.29、1.35、1.49、1.56 g/cm3的C/C-ZrC骨架经压力浸铜后密度分别达到2.05、2.28、2.39、2.49 g/cm3,铜都不同程度地浸入到骨架中的网胎层和炭纤维束间的孔隙中,表明ZrC的加入改善了Cu对骨架中C/C的浸润性,且浸润性改善效果随骨架中ZrC量的增加、骨架密度的提高而增强.C/C-ZrC骨架密度显著影响着C/C-ZrC骨架压力浸渗铜的抗弯强度、抗压强度,随着C/C-ZrC骨架密度的升高,C/C-ZrC骨架压力浸渗铜的抗弯强度、抗压强度随之增加.     

钨渗铜材料室温力学性能与组织研究

分别从不同原料钨粉粒度和不同钨骨架密度的角度,对材料的室温拉伸性能进行研究,并结合SEM断口形貌观察,分析材料在室温状态的断裂形式及其变化规律。研究表明:(1)无论是用中颗粒还是细颗粒钨粉制备的钨渗铜材料,在83%的骨架相对密度下,材料的室温强度呈现出一个峰值;(2)在相近骨架相对密度的情况下,细颗粒钨粉制备的试样,其室温拉伸强度均明显高于相应中颗粒钨粉制备的试样;(3)对于钨渗铜材料,室温下的断裂形式为穿晶和沿晶断裂两种形式并存,并且随着骨架密度的提高,穿晶断裂的比例逐渐上升。对于相近骨架相对密度的两种试样,中颗粒试样比细颗粒试样具有更多的解理面。     

熔炼次数对M17返回料合金成分、组织和性能的影响

实验结果表明,M17铸造高温合金(%:0.16C、8.79Cr、5.79A1、4.93Ti、3.29Mo、15.20Co、0.78V、0.015B、0.073Zr、0.002S、0.001P、0.001 1O、0.001 0N)经25 kg真空感应炉返回重熔后,Si含量随重熔次数的增加而略有增加,合金中主要元素和其它杂质元素S、P、H的含量变化不大,而氧、氮略有增加;合金中初生碳化物由新合金中的草书体逐渐向返回合金块状转变,初生碳化物的遗传性堵塞合金凝固时的补缩通道,使返回料合金的疏松倾向增大,高温塑性下降较大。     

Shijiazhuang will Build the World's Biggest Replacingcopper-with-aluminum Cable Production Base

正Shijiazhuang City will build the world’s biggest replacing-copper-with-aluminum cable production base,the annual output value can reach 100 billion yuan,in the future it will develop replacing-copper-with-aluminum highend industry cluster.This piece of news was learned by the reporter at the Rare Earth highiron Aluminum Alloy[Nonferrous Business Opportunity:Aluminum alloy door]Cable Conductor New Technology Application Seminar held at the provincial capital.     

Chongqing is Preparing to Set Up Nonferrous Metal Exchange,in a Bid to Become the Transit Place of Kazakhstan Copper

正Since the beginning of Chongqing’s upgrading to a municipality directly under the Central Government,Chongqing City has established direct friendly relationship with Almaty,Kazakhstan,and carried out a series of cooperation in commerce and trade,and culture     

Guangxi Baise Extends Industrial Chain to Combat Loss in Aluminum Business

正"For each tonne of aluminum being produced,the upstream enterprise on the aluminum industrial chain will suffer loss about 2000yuan."Said Liang Xiao,Deputy Director of Pingguo Industrial Park Management Committee under the Guangxi Baise City,one of the four major aluminum industry bases in China,on August 11.Extending aluminum     

JOURNAL OF IRON AND STEEL RESEARCH INTERNATIONAL ANNUAL CONTENTS Volume 21(2014)

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Chinalco Straightened Out Copper Assets,and Delegated Stock Equity of Yunnan Copper

正Immediately after the news that Chinalco transferred 58%stock equity of Yunnan Copper Group to its wholly-owned subsidiary China Copper Corporation Limited free of charge was disclosed on July 9,many individual investors couldn’t help but to think:Does it mean China Copper Corporation Limited will assemble assets for overall listing?At present,among main copper business companies under China Copper Corporation     

The Development and Reform Commission Encourages Private Capital to Enter Geological Prospecting Field

正At the press conference recently held by the National Development and Reform Commission under the theme"Deepen Reform in Investment AuditApproval System",when answering questions from reporters,Huang Min,Director of the Department of Fixed Assets Investment of the National Development and Reform Commission,said that in the future it would continue to intensify efforts in geological prospecting,and actively guide social capital to enter this field.     

Guangxi's first Nickel Industry Development Research Report Was Released

正Recently,Guangxi Metallurgical Research Institute,a subsidiary of Guangxi Nonferrous Metals Group,completed survey on laterite and related manufacturers in the region,by combining the current development status of laterite both at home and abroad,it compiled Guangxi’s first"Research Report on the Development of Guangxi Nickel Industrial Chain"which adopted laterite as the study subject.This report expounded on the current     

China’s Major Non-ferrous Metals Imports & Exports(End of September. 2014)

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China's Major Non-ferrous Metals Imports & Exports

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