钨丝直径对连续锆基非晶复合材料拉伸行为的影响

通过连续渗流方法制备出钨丝体积分数为62%~66%,钨丝直径分别为40,60,80,150μm的钨丝增强锆基非晶合金复合材料。研究表明,钨丝直径为80μm时,非晶合金复合材料的抗拉伸强度和延伸率分别达到最大值,当钨丝直径增加到150μm时,非晶复合材料的抗拉伸强度和塑性急剧降低。对断口形貌进行了分析。研究发现钨丝增强非晶复合材料中,增强相直径不同引起面体率变化,从而影响非晶和钨丝界面的应力、钨丝在三轴应力状态下的变形和断裂以及非晶基体中剪切带的形成和扩展,最终影响复合材料的拉伸力学性能。     

加热温度对掺杂钨丝再结晶组织及性能的影响

研究了在1700～1900 ℃之间不同温度及真空、分解氨气氛条件下加热对掺杂钨丝再结晶组织形态的影响.结果表明,掺杂钨丝在含有镍、铁和锰的气氛下,由于这些合金元素渗入掺杂钨丝的表层中,使钨丝表层的再结晶温度大幅度下降,以致掺杂钨丝的表层形成了等轴晶的再结晶组织,这使掺杂钨丝严重脆化,其力学性能也大幅度降低.     

速度和钨丝直径对钨丝/锆基非晶复合材料侵彻性能的影响

为了研究高速撞击条件下含不同直径钨丝/锆基非晶复合材料弹芯的侵彻特性,使用含有四种不同直径钨丝的复合材料弹芯在1000m/s~1600m/s的速度区间进行穿甲试验。研究发现：钨丝/锆基非晶复合材料弹坑直径比钨合金小10%以上,“自锐”效果明显;理想侵彻时,存在一个阀值速度,钨丝/锆基非晶复合材料在低于该速度侵彻时,其侵彻过程中的破坏模式为类似于贫铀合金的绝热剪切破坏,而高于该阈值速度时,破坏模式变成钨丝的屈曲、回流,而且该阀值速度随着复合材料中钨丝直径的增加而增加;钨丝/锆基非晶复合材料中钨丝的直径会影响着其侵彻过程中的稳定性,钨丝直径越大,该复合材料在侵彻过程中越容易出现劈裂等破坏,导致弹道偏转等。     

着靶速度和钨丝直径对钨丝/锆基非晶复合材料弹芯侵彻性能的影响

为了研究高速撞击条件下含不同直径钨丝/锆基非晶复合材料弹芯的侵彻特性,使用含有4种不同直径钨丝的复合材料弹芯在1000~1600 m/s的速度区间进行穿甲实验。研究发现:钨丝/锆基非晶复合材料弹坑直径比钨合金小10%以上,"自锐"效果明显;理想侵彻时,存在一个阈值速度,钨丝/锆基非晶复合材料弹芯在低于该速度侵彻时,其侵彻过程中的破坏模式为类似于贫铀合金的绝热剪切破坏,而高于该阈值速度时,破坏模式变成钨丝的屈曲、回流,而且该阈值速度随着复合材料中钨丝直径的增加而增加;钨丝/锆基非晶复合材料弹芯中钨丝的直径会影响其侵彻过程中的稳定性,钨丝直径越大,该复合材料弹芯在侵彻过程中越容易出现劈裂等破坏,导致弹道偏转等。     

钨丝与灰铸铁原位合成WC的研究

采用铸造复合热处理工艺制备钨丝/铁基复合材料,研究了在浇铸状态、反应中间状态和完全反应态时,钨丝与灰铸铁中的石墨原位合成WC的过程,采用SEM、EDS和XRD分析了试样的微观组织和相结构。结果表明:原始浇铸试样的钨丝基本未发生反应,仅有少量Fe7W6出现在钨丝和基体的边界;在1150℃下保温1 h时,钨丝与碳发生反应,但不完全,主要产物为WC,同时有少量W2C和复相化合物Fe3W3C生成;在1150℃下保温2 h钨丝反应完全,产物全部为WC。     

抗下垂钨丝的显微组织

一、前言白炽灯泡钨丝,一般在2600℃左右温度下使用,并要求钨丝保证具有稳定的组织及特有的耐高温性能。掺杂钨丝抗下垂值是评价钨丝高温性能的重要参数。有关掺杂钨丝物理状态的微观组织研究,近年来已不断有报导,而气泡强化理论目前已广泛用于研究钨丝的高温性能。高温长期蠕变条件下,要求起强化作用的气体原子必须是不可溶解的,并具有足够大的蒸气压力,而其元素含量必须很小,以便保证形成一种弥散分布状态。掺杂钨丝制造过程中,铝-硅-钾掺杂剂中的铝和硅,基本上溶于基体;而钾和钨的原子半径差异较大,原子半径大的钾在钨中的扩散能力差。但是,在钨丝加工和回复温度范围内,元素钾的蒸气压很大,并可保证在钨的固溶体中产生较大     

缠绕钨丝CVD钨管的组织及性能

为了提高CVD钨的强度和韧性,采用自制化学气相沉积装置,以WF6和H2为反应气体,在化学气相沉积钨过程中周期性地在基体上缠绕钨丝,沉积制备了钨丝-CVD钨复合材料。使用金相显微镜和扫描电镜(SEM)分别对沉积制备的钨丝-CVD钨复合材料涂层的显微组织和断口形貌进行观察和分析,使用X射线衍射仪(XRD)、电子能谱仪、密度测量仪、显微硬度仪和万能材料试验机分别测试分析了涂层的结构、成分、密度、显微硬度及压溃强度。结果表明:与不缠钨丝的CVD钨管相比,缠绕钨丝的CVD钨管中CVD钨晶粒得到了细化,择优取向基本消失;钨丝-CVD钨复合材料涂层具有较高纯度和致密度;钨丝-CVD钨管的压溃强度显著提高,断口形貌发生了明显的变化。     

钨丝增强铜锌复合材料侵彻过程的数值模拟

基于Johnson-Cook模型和Gruneisen状态方程建立有限元分析模型,使用LS-DYNA软件对钨丝增强铜锌复合材料和钨镍铁合金侵彻钢靶过程开展数值模拟研究,分析2种材料在侵彻过程中各个阶段的变形,探讨钨丝本身的各向异性对侵彻性能的影响。结果表明,钨丝增强铜锌复合材料表现出明显的自锐化现象,与实验结果相符。复合材料在侵彻过程中应力主要集中在轴向的钨丝上,应力值达到2.5GPa,铜锌合金受力不足0.47GPa。该弹芯材料侵彻时的变形方式为：与靶板接触的钨丝发生弯曲,弯曲后的钨丝受力方向与轴向呈一定角度,强度和塑性明显降低。在剪切应力作用下,使材料变形区域发生破坏脱落,形成了尖锐的头部,从而表现出自锐化特征。     

钨丝／Zr基金属玻璃复合材料的界面反应与扩散

采用渗流铸造工艺制备了钨丝增强不同Nb含量的Zr基金属玻璃复合材料，利用X-Ray衍射、扫描电镜以及电子探针考察了复合材料界面反应和界面扩散情况，研究了基体合金中的Nb含量对复合材料界面反应和界面扩散的影响。结果表明：对Zr55Al10Ni5Cu30基复合材料，渗流时，钨丝与液相中的Zr发生界面包晶反应，生成W5Zr3界面相，并使界面位置向液相方向移动。在Zr55Al10Ni5Cu30合金的基础上添加Nb，发现Nb优先在钨丝界面偏聚，降低了Zr在钨丝界面的偏聚和活度，抑制钨丝与液相中的Zr包晶反应的发生，没有生成W5Zr3界面相，界面处只存在简单的扩散层。同时发现Zr元素在钨丝中的扩散系数降低，此时界面位置向钨丝方向移动。     

钨丝直径对锆基复合非晶材料穿甲性能的影响

针对4种不同直径钨丝/锆基非晶复合材料弹芯,在(1270±40)m/s撞击速度,开展了侵彻均质半无限装甲钢板实验研究,并与普通钨合金进行了对比。研究发现,在相同的制备工艺条件下,钨丝直径对该复合材料弹芯侵彻效果影响较大,主要表现:(1)在理想侵彻的条件下,钨丝直径对该种材料的侵彻性能影响较大,弹丸侵彻深度和钨丝直径关系曲线是凸的,Φ0.7 mm钨丝方案丸侵彻深度最大,最大侵彻深度为55 mm,相对于钨合金材料威力提高了25%,其根本原因是Φ0.7 mm钨丝方案在侵彻过程中呈现与铀合金类似的绝热剪切破坏特征,弹坑底部呈现90o的自锐角。(2)钨丝直径对弹芯在高速条件下的侵彻体头部破坏形式有着重要的影响,随着钨丝直径的增加,其头部的破坏模式随直径变化存在一个从变形+劈裂+弯曲+断裂的复合破坏模式到绝热剪切破坏演变过程,然后又从绝热剪切向复合模式破坏转变。     

加工及工艺退火对掺杂钨丝塑-脆性能的影响

为了进一步了解工业掺杂钨丝的拉伸性能和断裂方式,研究了加工和工艺退火后的晶粒尺寸对拉拔钨丝和300—1300℃退火钨丝的影响。试验发现,加工和退火的晶粒尺寸对掺杂钨丝的拉伸性能有如下影响: 1.用常规方法生产的、晶粒尺寸分别为50和105μm的两组试样,其强度和延伸率实际上是一样的。2.通过强力拉伸工艺制得的φ0.24mm的钨丝(由φ1.0mm的钨丝拉制而成),其强度和延伸率有明显改善。3.拉伸断裂方式分为三种,劈裂、纤维开裂和劈裂—纤维开裂混合型断裂,且随着实际断裂应变值及退火温度的变化而不同。最后讨论了拉伸性能和断裂方式与真应变量(加工硬化)以及与〈110〉纤维织构的清晰度和强度之间的关系。     

钨丝技术联合攻关会在宝鸡召开

根据全国第二次钨业科技会议精神,由中南矿冶学院、北京有色金属研究总院、北京钢铁研究总院、宝鸡有色金属加工厂(所)等单位组成钨丝技术联合攻关组。继北京八二年钨丝规化会议后,于一九八三年三月三日至三月十一日在宝鸡召开了钨丝技术联合攻关组工作会议,会议邀请西北机器厂     

超高强度及塑性的钨丝增强ZrTiCuNiBeNb金属玻璃复合材料

采用渗流铸造工艺制备了钨丝增强ZrTiCuNiBeNb金属玻璃复合材料,利用X射线衍射、扫描电镜、压缩力学试验机研究了复合材料的相组成、界面结构及室温力学性能。结果表明,钨丝增强ZrTiCuNiBeNb金属玻璃复合材料界面非常清晰光洁,证明了微量Nb元素的加入能够有效地抑制界面反应的发生;含钨丝体积分数60%的复合材料具有超高的强度(断裂强度3695MPa)和室温塑性(塑性应变25.3%)。优化的界面结构和钨丝体积分数是产生这种现象的原因。     

钨灯丝再结晶行为研究

钨灯丝的再结晶温度和晶粒结构同钨丝抗下垂能力密切相关。荷兰Philips照明研发中心C.J．M．Denissen等人对灯用钨丝的再结晶行为进行了深入的研究。他们从热力学的观点出发，用热激活过程来描述钨丝在升温时从形核到晶粒长大的过程。     

掺杂钨丝的金属薄膜观察

本工作是利用透射电子显微镜观察国产掺杂钨丝加工态和再结晶态的组织特征。加工态钨丝呈明显的纤维组织,纤维内部的位错密度极不均匀,被拉长的钾管沿纤维界壁分布。高温时成串排列的钾泡钉扎界面,使其呈弓形,抑制再结晶过程。但是,在钾泡钉扎晶界不明显的情况下,出现不均匀再结晶现象,这表面尚有其它因素控制掺杂钨丝的再结晶过程。     

原位合成WC颗粒与钨丝混杂增强铁基复合材料

通过对钨丝和灰口铸铁熔体组成的体系施加一定的电磁场,促使钨丝与熔体中的碳原子进行反应, 原位生成WC颗粒.利用SEM、EDS和XRD对复合材料的显微组织进行研究.结果表明:在电磁场频率为4 kHz,电流为15 A时, 原位合成的WC颗粒均匀地分散在钨丝周围,WC颗粒与未反应的钨丝共同组成混杂增强铁基复合材料.两体磨损试验结果表明:与对比试样相比,混杂增强铁基复合材料的耐磨性提高约2.5倍,这可归因于原位合成的WC颗粒硬度较高且弥散分布在基体中.     

柔性受压对钨丝-镍复合电铸层微观结构和抗拉强度的影响

在钨丝增强镍的电铸制造过程中,利用柔性压紧轮补充电沉积区域的电铸液,并摩擦与挤压复合电铸层,以提高钨丝-镍复合电铸层的抗拉强度。研究柔性受压条件对复合电铸层表面形貌、断口形貌和抗拉强度的影响。结果表明:柔性压紧轮对复合电铸层的摩擦与挤压作用显著减少表面孔隙并细化晶粒;其输送电铸液的作用能够防止复合电铸层内部出现空洞;柔性受压条件对复合电铸层抗拉强度的提升效果随着钨丝体积分数的增加而越发显著,当钨丝体积分数为50%时,抗拉强度提升18%,达到1558 MPa。     

钨丝增强Zr基非晶复合材料动态力学行为及断裂特性

采用渗流铸造法制备出d6mm钨丝增强ZrTiCuNiBe非晶合金复合材料,并利用Hopkinson压杆冲击加载装置、X射线衍射仪（XRD）和扫描电镜（SEM）等手段研究其动态压缩行为及断裂特性。结果表明：随着钨丝直径减小和体积分数的增加,材料的动态压缩强度增大;当钨丝直径为0．25mm,体积分数为60％时,材料的动态压缩强度高达2600MPa,断裂模式为剪切断裂和劈裂混合破坏模式,同时有钨丝与基体发生脱粘现象。非晶基体在动态压缩条件下表现出显著的热软化和熔化特征。     

钨丝-CVD钨复合材料制备及性能分析

采用自制实验装置,通过化学气相沉积钨过程中间断缠绕钨丝,得到钨丝-CVD钨复合材料。测试分析了材料的密度、成分及显微硬度;通过压溃试验计算出钨复合材料的压溃强度,通过拉伸试验和三点弯曲试验分别绘出拉伸和弯曲曲线。实验结果表明,化学反应温度控制在550℃,WF6和H2流量分别控制在2 g/min和1 L/min时,可得到没有孔洞的致密涂层。与相同工艺条件下不缠钨丝CVD钨样品相比,钨丝-CVD钨复合材料仍具有较高的纯度、致密度,显微硬度大致相同,而压溃强度、抗拉强度和抗弯强度大大提高。     

掺杂钨丝熔断过程的研究

用金相观察了掺杂钨丝和纯钨丝在通电加热熔断断口处的孔洞结构。残留在钨丝中的钾对孔洞的生成起主要的作用。孔洞的形成和长大先是钾原子向晶界聚集,然后失去了钾原子的钾泡在高温下分解成空位和空位群,这些空位和空位群在晶体点阵中迁移,并向有钾原子聚集的晶界会合,才形成了一系列大小不等的孔洞。孔洞的生成导致局部地区的温度过高而熔断。