几种变形方式对钨合金组织性能及绝热剪切敏感性的影响

讨论了变形方式、变形量、变形材料的受力状态及微观组织结构等方面因素对材料性能和绝热剪切敏感性的影响。钨合金的受力状态、颗粒形状、微观组织取向对材料的变形、破坏和变形局域化机制有重要影响。X射线分析表明，旋锻后的钨合金组织有织构存在。力学性能的各向异性导致了材料绝热剪切破坏难易程度上的差异。     

高比重W—Ni—Fe合金的变形强化

在三个钨含量的Ｗ－Ｎｉ－Ｆｅ合金变形强化过程中，研究了变形量和力学性能与显微组织之间的关系。试验结果表明：随着钨合金变形量的增加，变形合金的强度和硬度亦增加，当变形量超过１５％后，高钨含量合金的变形强化作用逐渐减小。在变形合金的显微组织中，钨颗粒沿棒料轴向明显拉长，同时解理断裂成为断口的主要形式，并显现出钨合金断面上的滑移带。本文还讨论了变形合金在真空下，最佳调质退火温度和两相钨合金的形变特点、变     

WNiCu合金的变形强化研究

选用65WNiCu合金作为研究对象,进行了变形强化研究,对不同变形量的合金分别作了抗拉强度、伸长率测试,考察了变形量对合金力学性能的影响,并采用SEM观察了变形量30%时合金的微观组织形貌和室温拉伸断口。结果表明:65WNiCu合金经变形强化后钨颗粒被拉长,粘结相均匀分布在钨颗粒周围;随着变形量增加合金的抗拉强度明显增高,伸长率逐渐降低;当合金的变形量达到30%时,抗拉强度从HIP态的750MPa提高到890MPa,伸长率由18.5%降低到7.5%,实验证明变形强化对提高65WNiCu合金的抗拉强度效果明显。     

W-Ni-Fe高比重合金板材冷轧变形行为及其显微组织特征研究

采用冷轧变形工艺制备了93W-4.9Ni-2.1Fe高比重合金板材试样,并用数码金相显微镜和扫描电镜观察和分析了冷轧前后显微组织的演变。研究结果表明,在轧制过程中,随着变形量的增大,试样在宏观上表现为纵向延伸与横向宽展,微观上近球形的钨颗粒首先椭球化,最终变成纤维状。钨颗粒长短轴比随轧制变形量的增大而增大,出现各向异性特征。当试样压延变形量〈10%时,Ni-Fe粘结相的变形对宏观变形起主导作用;当10%〈变形量〈60%时,钨颗粒和Ni-Fe粘结相的变形对宏观变形共同作用;而变形量〉60%时,钨颗粒变形成为宏观变形的主要因素。     

70MoCu合金室温变形行为与断裂机制

通过室温下冷轧试验, 研究了70MoCu合金（由质量分数分别为70%的Mo和30%的Cu组成）在不同变形量条件下的微观组织及力学性能. 试验得到了微观组织、力学性能随冷轧变形量的变化规律. 随着变形量的增加, 组织形貌发生显著变化, 钼颗粒沿轴向被拉长, 粘结相铜也被拉成长条状;70MoCu合金最先在Mo-Cu或Mo-Mo界面开裂, 接着是钼自身的开裂;同时, 70MoCu的硬度不断增大. 通过合金的室温拉伸试验, 对断口的观察发现70MoCu合金在室温下的断裂是粘结相Cu的撕裂, Mo-Cu界面的分离, Mo-Mo界面的分离, Mo颗粒的解理断裂等4种断裂模式共同作用的结果, 粘结相Cu的撕裂和Mo-Cu界面的分离是其主要的断裂方式.     

变形量对纯钨热导率及再结晶温度的影响

采用粉末冶金及高温锻造工艺制备了3种规格的纯钨棒材,研究了不同变形量钨棒的微观组织、热导率及再结晶温度的差异。结果表明,随着变形量的增加,纯钨棒的相对密度和维氏硬度都呈现出先快速上升后趋于平缓的趋势,晶粒长径比逐渐增大且晶粒组织逐渐细化,最终呈现出纤维状。由于密度提升及孔隙率降低,纯钨棒的热导率及热扩散系数都随对数应变的增大有一定的提升,而当纯钨棒趋于完全致密化后,其热导率差异较小。对数应变为1.57的纯钨棒的再结晶温度最高,约为1 520℃。经1 450℃保温1 h退火后,对数应变0.88的纯钨棒整体晶粒组织已经明显变大,而对数应变为2.95的纯钨棒已经形成等轴晶。对数应变为2.95的纯钨棒再结晶后的晶粒组织比对数应变为0.88和1.57的要更加均匀细小。     

细晶钨合金的绝热剪切敏感性

采用粉末冶金法制备平均晶粒度<5μm细晶90W-Ni-Fe含金.利用HOPKINSON压杆装置,分别在0.9 MPa和1.4 MPa的冲击气压条件下对该合金进行一维应力冲击实验,并对冲击后的样品进行金相组织观测,考察其在一维应力冲击条件下的绝热剪切性能,分析细晶钨合金的绝热剪切敏感性.研究表明:晶粒细化有助于绝热剪切带的扩展,可以提高钨合金绝热剪切敏感性,使得烧结态细晶钨合金在一维冲击应力加载条件下就可以产生绝热剪切带.随着冲击(加载)气压的加大,绝热剪切现象更明显,冲击气压为1.4 MPa时剪切带宽度约为10μm,从而有助于材料在动态压缩条件下产生绝热剪切破坏,提高材料在穿甲过程中的"自锐"能力.     

多向整体锻造在变形FGH96合金涡轮盘制备中的应用

获得成分、组织均匀和优异综合力学性能的涡轮盘一直是航空发动机材料研究者们关注的热点,多向整体锻造是一种获得均匀超细晶组织的大塑性变形技术,能有效改善合金坯料的组织均匀性及材料的各项性能。以低偏析、高纯净的电渣重熔定向凝固和变形FGH96合金为研究对象,研究了多向整体锻造在制备该合金涡轮盘锻坯过程中的组织演变机制。研究结果表明,在亚固溶温度线下采用多向整体锻造可以获得均匀的细晶组织,随着锻造温度的增加动态再结晶晶粒尺寸增加,同时获得均匀、完全再结晶的组织所需临界累积变形量减小;通过控制多向整体锻造的温度、变形速率和变形量可以有效控制晶粒度和第二相的尺寸和分布;相比传统锭坯的单一轴向镦拔技术,多向整体锻造可消除锻造流线组织、变形剪切带、冷模组织、粗晶和混晶等问题,大幅度提高合金坯料组织均匀性。最后借助透射电镜(TEM)对合金变形过程中的微观组织进行了观察,阐述了变形FGH96合金多向整体锻造过程的动态再结晶机制。     

不同组织Ti6321合金的绝热剪切行为研究

通过热处理获得等轴组织、双态组织和魏氏组织的Ti6321合金,研究不同组织的Ti6321合金在动态压缩下的绝热剪切行为.利用分离式霍普金森压杆(SHPB)试验装置对帽形试样进行强迫剪切加载,结合扫描电子显微镜和金相显微镜,对其绝热剪切带和微观组织演化进行观察和分析.结果表明:Ti6321合金的绝热剪切敏感性与其组织密切...     

我国穿甲弹用钨合金研究的最新进展与展望

综合介绍了我国近年来对穿甲弹用高密度钨合金实施添加微量元素合金化强化和旋转锻造、扭转变形、静液挤压等形变强化的研究进展，以及对于绝热剪切机理和数值模拟计算的研究现状，并介绍了机械合金化制备纳米钨合金复合粉末、温压成形及预氧化活化烧结等特种制备技术方面的最新试验研究进展。通过全面分析目前我国穿甲弹用高密度钨合金试验研究中存在的一些主要问题，提出我国穿甲弹用高密度钨合金今后研制的主攻方向，以及促进高性能穿甲弹用钨合金研制应采取的策略与措施。     

轧制变形对93WNiCu合金微观结构和力学性能的影响

选用93WNiCu高比重合金,采用冷轧的方法对其进行轧制变形处理,变形量分别为5%、10%、15%、20%,通过对变形前后材料内部组织结构的观测,分析了材料内部轧制变形机理,并对变形前后的材料进行力学性能测试,对比分析轧制变形对93WNiCu合金性能的影响。结果表明:93WNiCu合金材料经过轧制变形后内部钨颗粒呈条带状,粘结相均匀分布在钨颗粒之间;轧制变形可有效地提高合金的抗拉强度,20%变形量的轧制变形就可使材料的室温抗拉强度由烧结态的900 MPa提高到1 270 MPa,延伸率由7.6%降低到4%;通过金相以及拉伸断口显微观测,分析了93WNiCu轧制变形强化机理。     

钨电极加工变形组织研究

对钍钨电极、单元稀土钨电极和多元稀土钨电极的3个典型状态(再结晶退火态、202旋锻、成品)的显微组织进行观察,探讨钨电极在加工过程中组织演变规律。结果表明:在加工过程中,三种电极显微组织均随加工程度的增加逐步纤维化,但第二相的行为却各有特点。钍钨电极第二相颗粒细小,变形能力较差;单元稀土钨电极的第二相颗粒略大,变形能力较强;多元稀土钨电极第二相颗粒最大,变形能力差。在现有的工艺条件下,钍钨电极和单元稀土钨电极的加工性能优于多元稀土钨电极,第二相尺寸大小和变形能力对钨电极的加工性能具有重要影响。     

Effect of size and shape of tungsten particles on dynamic torsional properties in tungsten heavy alloys

The effect of the size and shape of tungsten particles on dynamic torsional properties in tungsten heavy alloys was investigated. Dynamic torsional tests were conducted on seven tungsten alloy specimens, four of which were fabricated by repeated sintering, using a torsional Kolsky bar, and then the test results were compared via microstructure, mechanical properties, adiabatic shear banding, and deformation and fracture mode. The size of tungsten particles and their hardness were increased as sintering temperature and time were increased, thereby deteriorating fracture toughness. The dynamic torsional test results indicated that in the specimens whose tungsten particles were coarse and irregularly shaped, cleavage fracture occurred predominantly with little shear deformation, whereas shear deformation was concentrated into the center of the gage section in the conventionally fabricated specimens. The deformation and fracture behavior of the specimens having coarse tungsten particles correlated well with the observation of the in situ fracture test results, i.e., cleavage crack initiation and propagation. These findings suggested that there would be an appropriate tungsten particle size because the cleavage fracture mode would be beneficial for the “self-sharpening” of the tungsten heavy alloys.     

添加钴对W-Ni-Fe高密度合金性能的影响

在原料粉末中加入微量的Co元素,用粉末冶金液相烧结法制备了W-Ni-Fe高密度合金;采用金相显微镜、SEM等仪器对合金组织和杂质分布进行了分析。研究结果表明:添加钴元素后,增强了基体相对钨颗粒的润湿性,使钨颗粒表面更加圆滑,更加有利于塑性变形;提高了合金的钨颗粒与基体相之间的界面结合强度,从而提高了合金的强度和延伸率。     

粉末冶金旋压无缝钨管的组织性能及使用情况

用粉末冶金法制坯,以旋压法加工无缝钨管为试样,测定了加工过程中硬度、密度和组织变化,测定了钨管的再结晶温度,并描述了钨管的实际使用情况。不同变形率下钨管的组织是:11%变形率时还有未变形的组织;66%变形率时能看到细长的烧结孔洞;77%变形率时晶粒已破碎,烧结孔洞全部消失。用于钨铼热电偶标定炉的高精度无缝薄壁钨管结果是:φ40×0.25×540mm者,在中心位置100mm范围内,1200℃、1400℃和1600℃的轴向温差分别为±1℃、±6℃和±7℃;φ30×0.25×286mm者,等温区允许误差在1377±12℃,该区长度为120mm。     

热旋锻变形对TiCN强化ASP30粉末冶金高速钢的组织及性能研究

采用粉末冶金法制备TiCN强化ASP30粉末冶金高速钢棒料,研究TiCN及旋锻变形量对ASP30高速钢力学性能与显微组织的影响,并研究其摩擦磨损行为。结果表明,添加质量分数5%的TiCN可明显提高ASP30的耐磨性。旋锻变形量为56%的ASP30+5%TiCN合金棒料经淬火-回火处理后,抗弯强度达到4084.99 N?mm?2,抗冲击韧性达到14.55 J?cm?2,相较于未旋锻态,其强韧性得到明显提升。在反复径向旋锻变形作用下,TiCN硬质相明显破碎,呈弥散颗粒状分布,且旋锻可以促进TiCN生成核壳结构,硬质相与基体之间的润湿性与结合能力得到提高,抑制了磨削过程中硬质相/基体间裂纹的产生。     

蓝钨微观结构的研究

利用粉末制样专利技术以及扫描、透射电镜分析了蓝钨的微观结构。研究结果表明：蓝钨颗粒是由单晶聚合成多晶颗粒。而由多晶颗粒再组成的蓝钨团粒，且蓝钨粉末的相成分不单一。     

Effect of microstructure on the mechanism of emission for tungsten-barium dispenser cathodes

The effect of tungsten powder fineness and microstructure parameters of the tungsten skeleton on the emission of dispenser cathodes (DC) in the stages of degassing and high-temperature activation are studied. Quantitative analysis of the cathode surface microstructure is investigated. It is established that the work function of the DC after high-temperature activation does not depend upon the size of tungsten powder particles in the test range of fineness (average particle size 1.4–20 μm) and porosity of the tungsten skeleton (22 and 35%). The time for reaching the maximum DC activity increases with an increase in particle size and skeleton porosity. The highest emission uniformity is exhibited by cathodes with a uniform microstructure prepared from tungsten powder with an average size of 1 and 4 μm. It is shown that the DC emission capacity is connected with the marked three-dimensional structure of BaO-CaO at the cathode surface, and also monatomic films (Ba-O and Ba) and excess oxygen at the surface of the tungsten phase.