铜包覆纳米钨粉及轧制薄带的烧结与组织特征

本文研究了纳米级W-40%Cu包覆粉的制备方法,使用软模压制成形法和粉末轧制法制备两种试样并进行了烧结收缩动力学的研究。结果表明,纳米级W-40%Cu包覆粉压坯在980℃达到最大收缩速率。在1 200℃烧结后,合金相对密度达到98%,平均晶粒尺寸为2μm。纳米级W-40%Cu粉末轧制薄带在1 200℃下烧结成为W-40%Cu合金薄带,合金薄带的相对密度达到99%。SEM和定量金相对烧结合金薄带进行组织结构分析结果表明,薄带合金中的平均W晶粒度仅为1.5μm,W晶粒的形状呈椭球体状。     

W-20%Cu复合材料超高速干滑动摩擦磨损行为研究

在经过改造的霍普金森压杆装置上进行高速摩擦磨损试验,研究了不同弹体冲击速度对W-20%Cu/7075Al、W-20%Cu/45钢摩擦磨损特性的影响,并探讨了磨损机理。结果表明:W-20%Cu/7075Al在高速条件下主要发生粘着磨损、磨粒磨损和氧化磨损,W-20%Cu/45钢在高速条件下主要发生粘着磨损和磨粒磨损。W-20%Cu/7075Al和W-20%Cu/45钢对偶件的摩擦系数相近,均在0.03~0.20以内;随滑动速度加快,W-20%Cu/7075Al、W-20%Cu/45钢的摩擦系数均减小;在同一滑动速度下,随摩擦次数的增多,W-20%Cu/7075Al对偶件摩擦系数的变化趋势是先降低后升高,然后趋于稳定,而W-20%Cu/45钢是先升高后降低,然后趋于稳定。W-20%Cu/7075Al、W-20%Cu/45钢对偶件的磨损率均呈负值,且随着滑动速度的加快,磨损率绝对值均呈减小趋势。     

微量Ni对W-Cu纳米复合材料制备及热性能影响研究

采用化学共沉淀法和氢气还原工艺制备了钨铜纳米复合粉体,通过放电等离子烧结技术在不同温度下实现了钨铜合金的快速烧结,研究了微量活性剂Ni的添加对钨铜复合粉体形貌、烧结行为以及合金性能的影响。结果表明:微量Ni(0.5%)的添加使复合粉体粒径长大更充分且颗粒分布更加均匀;当烧结参数为温度970℃、压力120 MPa、保温时长10 min的最优值时,W-20%Cu-0.5%Ni粉体经SPS烧结后,合金中W颗粒平均晶粒为362.9 nm,相对密度为97.7%,孔隙率为2.10%,显微硬度为474.74HV,以上性能均优于相同SPS工艺制备的W-20%Cu合金。     

W-Cu合金物理性能模型及理论值计算

本文对不同成分(10 wt.%～50 wt.%Cu)钨铜合金现有的组织结构模型和理论物理性能参数计算模型进行了归纳总结,在此基础上推导了不同模型下的主要物理性能参数的理论值(包括密度,热容,热导率,电导率,热膨胀系数等)。根据不同模型(体积混合物模型,German互联结构模型,Gasik微观力学模型)的特点进行了分析和比较,讨论了不同模型的适用范围,选取得到了不同成分钨铜合金的物理性能参数理论值,并与实验结果进行了比较,为钨铜合金的成分和性能设计与控制提供了初步的理论依据。     

钨铜合金棒材的旋锻加工性能研究

液相烧结和熔渗是制备钨铜合金的两种主要工艺,采用旋锻对钨铜合金进行压力加工是进一步提高材料致密度、物理及力学性能,以及制备大长径比棒材的重要方法.对采用熔渗法与钨铜复合粉末液相烧结制备的W-10％Cu原料坯条进行旋锻试验,并通过烧结机理、室温拉伸测试与拉力测试断口检测等方式对旋锻加工中发现的差异问题进行系统分析,以此得出熔渗与钨铜复合粉末液相烧结这两种方法制备的钨铜合金坯料不同旋锻加工性能的原因分析及各自适用场合的相关结论.通过本次研究,我们了解到钨铜合金加工性能和制备工艺的关联性,以后就可以根据钨铜合金用途来设计制备方式和制备工艺.     

TC4退火棒材400℃蠕变性能研究

对TC4棒材400℃蠕变性能进行试验研究,进行了6组应力水平试验,建立了应变-时间曲线和塑性应变为0.2%时蠕变应力-时间寿命曲线,分析了应变、应力与时间之间的关系。曲线的建立有利于对TC4蠕变性能的研究。     

放电等离子烧结制备W-20%Cu复合材料的组织及性能研究

以水热合成-共还原工艺制备的W-20%Cu(质量分数)复合粉末为原料,用SPS技术成功制备了W-20%Cu复合材料,并对其显微组织和性能进行了分析研究。结果表明:随着烧结温度的升高和保温时间的延长,W、Cu两相微观结构组织分布更为均匀,孔隙也更少,W-20%Cu复合材料的致密度、硬度和电导率也相应提高;在烧结温度950℃、保温时间5min的工艺条件下,W-20%Cu复合材料的致密度、维氏硬度、电导率分别为98.9%、HV222.8、21.7 MS/m。     

碳纳米管对W-Cu 复合材料致密度和硬度的影响

采用机械合金化技术并结合真空烧结制备W-20 %Cu/C 复合材料,利用碳纳米管具有良好的综合性能作为W-20 %Cu 复合材料的强化相. 采用粒度测试仪分析碳纳米管添加量不同时的W-20 %Cu 复合粉末粒径并测试W-20 %Cu/C 烧结体的密度和硬度, 分析碳纳米管添加对W-20 %Cu复合粉末粒度及W-20 %Cu 复合材料密度和硬度的影响.研究结果表明:添加碳纳米管可不断细化W-20 %Cu 复合粉末晶粒,W-20 %Cu 复合材料的密度和硬度随着碳纳米管质量分数的增加而逐渐提高,说明采用机械合金化技术能够使碳纳米管弥散分布在W-20 %Cu 复合材料中,充分发挥细晶强化作用.      

超细晶W-Cu复合材料的热挤压与热处理

以水热共还原法制备纳米W-30%Cu复合粉末,通过真空烧结和包套热挤压制备超细晶W-Cu复合材料,并进行后续热处理。采用X射线衍射、高分辨率透射电镜、扫描电镜等观察和分析W-30%Cu复合粉体和合金的成分及组织形貌,研究热挤压及后续退火处理对材料致密度、电导率和硬度等性能的影响。结果表明:水热产物为纳米级(10~15 nm)规则的类球形结构,经煅烧及共还原后得到的W-30%Cu复合粉末粒度细小,呈特殊的W包覆Cu结构,颗粒分布均匀;复合粉末在1050℃真空烧结后相对密度只有91.5%,经热挤压后致密度提高到97.07%,布氏硬度达到223,组织细密,W相和Cu相分布均匀,钨颗粒细小(1~3μm),形成典型的钨骨架和铜网络结构。经过后续的退火处理,钨铜分布更均匀,钨粒径进一步减小,材料的致密度和电导率都更高,分别为98.82%和43.31%IACS,形成良好的综合性能指标匹配。     

车用金属材料动态拉伸试验数据准确性验证

不同应变率下的应力-应变曲线的测试及处理技术是评估数据质量的重要途径。研究材料不同应变率动态拉伸曲线对于整车设计至关重要,直接决定其碰撞安全性能。本文依据Swift-Hocketty-Sherby本构对测试原始动态拉伸数据进行拟合,并采用落锤冲击试验进行标定和验证,通过物理试验和有限元模拟得出精确的动态拉伸曲线。     

挤压比对粉末包套热挤压致密W-40%Cu合金的影响

采用不同挤压比对W-40%Cu混合粉末进行粉末包套热挤压,获得了W-40%Cu合金。研究了模具总挤压比λ对热挤压坯料致密化以及组织性能的影响。结果表明,随着挤压比的增加,热挤压坯料的相对密度也增加,同时电导率和硬度值也随之提高。由于含铜量比较高(质量分数为40%),即便在挤压比为25时,挤压坯内部W相也不发生变形,主要是铜相产生变形。进一步将模具总挤压比λ细分为不考虑体积变形的坯料总挤压比α,除去体积变形因素的坯料塑性挤压比β以及包套挤压比γ三种实际挤压比,分析了不同挤压比对热挤压致密化过程的影响。     

轧膜成形制备W-Cu层状功能梯度材料及其性能研究

以W粉和电解Cu粉为原料,聚乙烯醇缩丁醛(PVB)为粘结剂,通过有机基轧膜工艺制备出3种组成的单层生坯(Cu质量分数分别为25%、50%、75%),再叠层共轧,制备出了具有不同粘结剂含量的W-Cu层状梯度材料生坯,之后在H2气氛中烧结,获得了W-Cu层状梯度材料,考察了粘结剂含量与制备工艺条件对材料显微组织和性能的影响。结果表明,通过单层轧制、叠层共轧共烧可以制得层状梯度W-Cu复合材料;粘结剂含量对W-Cu层状梯度材料的致密度和性能有着明显的影响。当粘结剂质量分数为6%时,轧膜坯有较好的成形性,且成形坯的孔隙率较低;所得多层生坯经1 150℃烧结后相对密度达93.11%;所得梯度W-Cu材料有良好的物理、力学性能。     

细晶W-Cu合金的高温拉伸力学行为与组织演变

研究了平均晶粒度在0.5μm以下细晶W-40Cu和W-50Cu合金在200~800℃范围内的高温拉伸力学行为,并结合SEM断口形貌分析了材料在高温状态下的断裂形式及其组织变化规律。结果表明:W-Cu合金拉伸强度随温度升高而迅速降低,其延伸率在室温至400℃温度区间时变化不大;当温度大于400℃时,合金延伸率迅速上升。拉伸断口特征表明:在室温条件下,细晶W-Cu合金的断裂主要包括W晶粒的沿晶断裂与Cu相的延性撕裂;温度在400℃时,Cu相开始软化,但合金材料受铜的"中温脆性"影响而使得材料的断裂延伸率变化不大;当温度达到800℃时,材料的断裂方式主要受Cu相的影响而表现出很好的延性断裂。     

A New Economical Sigma-Free Duplex Stainless Steel 19Cr-6Mn-1.0Mo-0.5Ni-0.5W-0.5Cu-0.2N

A new resource-saving duplex stainless steel with composition of 19Cr-6Mn-1.0Mo-0.5Ni-0.5W-0.5Cu-0.2N has been developed,and the microstructure,mechanical properties and corrosion properties have been investigated.The results show that the alloy has a balanced ferrite-austenite relation,and the ferrite content rises with the solution treatment temperature.The designed alloy is free of precipitation of sigma phase when aged at 650,750 and 850 ℃ for 3 h,respectively,whereas a few Cr23C6 precipitates are found...     

微量B对铸态TiAl基合金显微组织及热变形行为的影响

采用电弧熔炼法制备含微量B元素的Ti-43Al-4Nb-1.4W-xB(x=0.2,0.4,0.6,0.8。数据为原子分数,%)合金;利用光学显微镜(OM)和扫描电镜(SEM)研究B含量对该铸态合金显微组织的影响,并通过热模拟压缩试验研究温度为1 050~1 200℃、应变速率为10 3~1 s 1的变形条件下Ti-43Al-4Nb-1.4W-0.6B合金的热变形行为,分析该合金在不同变形条件下的组织演化规律。结果表明:当B含量(质量分数)达到0.6%时,合金组织明显细化;Ti-43Al-4Nb-1.4W-0.6B合金的高温压缩流变应力随变形速率增加以及变形温度降低而增加;其峰值应力与变形条件之间的函数关系可用双曲正弦函数来描述,并以此求得高温变形激活能为580.68 kJ/mol;加入0.6%B对合金动态再结晶形核起到一定的促进作用,热变形后,合金发生明显的动态再结晶。     

新型电镦模具材料的力学性能与应用

本文报道了新型电镦模具合金砧块的制备方法和力学性能以及工业性试验效果。结果表明：这种合金的使用寿命比Ｗ－２０Ｃｕ合金提高２０倍以上，因而提高了气门的生产率和质量。１９８３年已建成批量生产规模的生产线。该成果已被工业生产践证实，具有明显的经济效益。     

粉末温轧工艺对W-20Cu合金密度和显微组织的影响

在W-Cu混合粉末中加入0.1%~2.0%(质量分数)的有机添加剂,在60~150℃温度下温轧成生板坯,然后进行液相烧结,获得W-20Cu合金板材。通过正交试验研究粉末轧制速度、轧制温度与添加剂含量对生板坯密度的影响,并对烧结板材的密度和显微组织进行分析与表征。结果表明,轧制温度与添加剂含量对粉末轧制板坯密度有显著影响,二轧制速度对生板坯密度的影响较小。随轧制温度升高,W-20Cu生板坯的密度增大,烧结板材的孔隙尺寸逐渐减小,孔隙率逐渐降低,烧结密度相应提高;随添加剂含量增加,板坯密度先升高后降低。在轧制温度为150℃,添加剂含量为0.3%时,生板坯的相对密度达到最大值85.38%,液相烧结后获得相对密度为99.65%的W-20Cu合金板材,金属Cu元素在钨基体中均匀、弥散分布。     

超声波振动对Al-8.0%Cu合金抗裂性的影响

以Al-Cu合金为原材料,研究超声波对Al-8.0%Cu合金热裂倾向性的影响。结果表明,金属熔体经过超声波处理后,合金的抗裂力增大,热裂倾向明显降低,断口为沿晶断裂并且存在明显的液膜拉伸痕迹。     

纯钼骨架熔渗Mo-Cu合金工艺研究

研究了利用纯钼骨架熔渗法制备Mo70Cu30、Mo60Cu40(质量分数)合金的相关工艺。结果表明:试验原料可选取经高温预处理及筛分后费氏粒度为5.2μm,粒度分布范围较窄及C、O含量低的纯钼粉,不添加诱导Cu粉。利用限位法压制成型的钼素坯经H2气氛在1200～1300℃预烧结出孔隙率ε(%)为33.5%、45.2%的纯钼骨架,在H2气氛熔融态Cu中经1 200～1 350℃熔渗60～120 min可制得Cu含量为31.3%、40.7%的Mo70Cu30、Mo60Cu40合金。利用纯钼骨架熔渗法制备的Mo-Cu合金相对密度可达到98%以上,微观形貌可见Mo、Cu两相均匀分布。     

一种制备W-Cu复合材料的新工艺

随着微电子信息技术的发展,W-Cu复合材料被用作基片、连接件和散热元件等热沉材料,因而具有更广泛的用途.采用喷雾干燥-氢还原法制备了W-10Cu、W-15Cu和W-20Cu(Cu的质量分数依次为10%、15%和20%)超细钨铜复合粉,并经过成形和烧结制得W-15Cu合金,测量了烧结后的合金导热性能.结果表明,在一定的还原条件下,可以获得粒度细小、氧含量低、钨铜复合均匀的W-Cu复合粉末;W-15Cu合金的相对密度可以达到99.34%,结构组织高度均匀、一致,热导率为184.0 W/m·K,已达到其做为热沉材料的热性能要求.