钨系烧结合金的机械性能

本文论述钨基合金的密度、强度、塑性和韧性的变化规律。 添加镍和铁的钨基合金(91.3～95.5％W,5.8～3.1％Ni,2.9～1.5％Fe)是将超细粉末在1460～1500℃的氢气气氛中通过液相烧结制成的。 液相烧结钨基合金的显微组织是由镶于粘结相里的圆形单晶钨颗粒所组成。 为了研究烧结钨基合金的变形和断裂行为,在拉伸试验、K_(IC)试验和夏氏冲击试验之后进行了金相和断口分析。 钨基合金的机械性能如下: (1)拉伸强度、硬度和韧性随钨含量及锻造比的增加而增加。相反,延伸率却随钨含量及锻造比的增加而减少。 (2)钨基体相之间的结合能决定着重合金的机械性能。结合能越低,断裂前变形度就越低,重合金的最大延伸率强烈依赖于其界面状况。     

析出物对93WNiFe合金抗拉强度的影响

通过真空退火态93WNiFe合金在10-900℃的拉伸试验,并结合断口形貌分析和显微组织观察,系统研究93WNiFe合金抗拉强度随温度的变化规律。结果表明:随着温度的升高,93WNiFe合金抗拉强度逐渐下降,在300～600℃出现一平台;500、600℃的钨合金断口上有亮白色物质出现。抗拉强度受断口断裂模式的影响,断裂模式随温度的升高由钨颗粒解理型断裂逐渐向钨颗粒与粘结相脱开型断裂转变;三元系合金析出物使钨合金W-W界面、W-M界面得以改善,是抗拉强度出现平台的原因。     

液相烧结钨合金快冷增韧的俄歇分析

用扫描俄歇探针 ( SAM)结合工艺试验研究了烧结态和经真空热处理的 95W-Ni-Fe合金冷却速度对其性能的影响。结果表明 ,磷是引起该合金界面脆化的重要因素 ;快冷可以明显抑制磷的界面偏聚 ,有效提高该合金的延性和韧性。     

钨合金复烧工艺及机理研究

提高烧结态钨合金强度及延伸率的热处理方法到目前为止比较成熟并且在大批生产实际中应用的只有真空热处理。本文介绍了在分解氨气氛中选择适当的工艺参数对烧结态钨合金进行热处理,同样可以明显改善钨合金的强度和延伸率,并对其机制进行了探索。     

La,Ce对93WNiFe合金动态拉伸性能的影响

研究了添加稀土元素La ,Ce(质量百分数依次为 0 .0 5 %和 0 .15 % )对 93WNiFe合金动态性能的影响 ,所用合金分别为真空处理和锻造退火两种状态。发现添加La ,Ce可提高钨合金的动态性能 ,其原因是W颗粒和粘结相的固熔强化 ,W颗粒细化 ,W -M界面净化 ,W -W界面相对量减少 ,W在粘结相中溶解度的减小和游离氢的减少     

压缩变形对钨渗铜合金微观组织及性能的影响

通过静态压缩试验,研究了80钨渗铜合金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、力学性能随压缩变形量的变化规律。随着变形量的增加,组织形貌发生显著变化,钨颗粒沿轴向被拉长,铜粘结相也被拉成长条状。随着变形量的增加,80W-Cu的硬度不断增大。对合金进行室温拉伸试验,断口的观察发现80钨渗铜合金在室温下的断裂是钨颗粒的解理断裂,W-Cu界面的分离,铜粘结相的撕裂3种断裂模式共同作用的结果,但钨颗粒解理断裂是其主要的断裂方式。     

液相烧结钨合金的氧富集脆化机理及韧化工艺的研究

用扫描俄歇探针（ＳＡＭ）结合真空热处理试验，研究了９５Ｗ-Ｎｉ-Ｆｅ合金的脆化 机理，发现烧结态合金中散布着氧的高浓度富集区，这是钨合金脆化的重要因素。１０００℃以 上的真空热处理可以消除氧高浓度富集区和降低界面氧浓度，使合金延性、韧性显著提高。     

真空自耗熔炼对钨锆合金显微组织与力学性能的影响

采用真空自耗熔炼工艺对粉末冶金态钨锆合金进行熔炼,得到高密度、高强韧的熔炼态钨锆合金。通过金相显微镜、SEM、EDS等对粉末冶金态和熔炼态钨锆合金的显微组织、力学性能和断口形貌进行分析与表征。结果表明:自耗熔炼可以消除烧结态存在的气孔,得到组织均匀的熔炼态钨锆合金;熔炼态合金显微组织主要由Zr-Ti相和W-Ti相组成,其中钨组元在熔炼中没有熔化,主要发生随机团聚现象;熔炼态钨锆合金断口形貌表现出韧性和脆性两种断裂方式共存特征,且密度与强度较粉末冶金态有明显提高。     

W骨架/Zr基非晶合金复合材料动态力学特性研究

利用分离式Hopkinson压杆装置(SHPB)和SEM、XRD等测试方法研究了W骨架/Zr基非晶合金复合材料的动态力学性能及断裂模式。结果表明,复合材料具有较高的动态压缩强度,在采用0.8MPa打击压力时动态压缩强度接近1900MPa。复合材料的断裂包括沿W/W界面、W/非晶界面开裂以及W颗粒解理几种断裂模式,W骨架的特性和材料的交叉网络结构提升了整体塑性。     

热处理对WC-Co硬质合金断裂机制的影响

本文观察了WC—CO硬质合金烧结态和热处理态微观断口形貌。烧结态硬质合金多以沿晶、解理方式断裂,热处理态硬质合金则多以韧性机制断裂。热处理可显著提高WC—Co硬质合金抗弯强度和断裂韧性。     

变形强化钨合金性能的各向异性

采用粉末冶金法制备钨合金棒材,通过锻造变形的方法进一步提高钨合金棒材的力学性能,并采用混合率模型计算不同状态钨合金的强度。与实验结果比较发现,应力传递模型可以很好地反应随着变形量增加钨合金强度增加的变化趋势。通过对变形强化钨合金轴向和径向力学性能、断口特征、金相组织的比较以及钨合金在承载过程中的定量力学分析指出,随着钨合金变形量的增加,大面积的基体相韧窝断裂被基体撕裂棱状断裂和钨颗粒的穿晶解理断裂所取代,这也是导致合金强度提高的原因。     

用高能球磨粉末制备的高比重钨合金的组织与性能

采用高能球磨方法将普通钨重合金混合粉制成球磨粉 ,经冷等静压和 1480℃液相烧结制得高比重钨合金。研究了其显微组织结构和力学性能 ,结果表明 ,高能球磨粉烧结钨合金较普通粉烧结钨合金在保持高延性和韧性的同时 ,拉伸强度明显提高 ;此外 ,孔隙和夹杂含量对球磨钨合金的力学性能有较大影响     

大变形锻造钨合金冲击韧性和断口组织特征研究

采用锻造大变形工艺制备出各种变形量的93W合金,开展不同锻造变形量对冲击韧性的影响规律研究,并对冲击断口进行SEM微观形貌观察与分析。研究结果表明,锻造大变形工艺使钨合金强度大幅度提高的同时,其冲击功有所降低;随着锻造变形量的增大,钨合金冲击断口的形貌特征由沿晶断裂为主逐渐转变为解理断裂,相应地锻态钨合金的冲击功呈下降趋势。     

大变形对钨合金材料扫描断口及力学性能的影响

研究了高强度钨合金材料大变形量锻造后的扫描断口,并结合力学性能变化规律分析了大变形对材料组织和性能的影响。结果表明随着变形量增大断口上钨颗粒尺寸减小并呈多边化趋势,断裂方式则呈现钨颗粒解理断裂逐渐增多的特点,这些变化有利于钨合金材料的强化     

Y2O3对93W-4.9Ni.2.1Fe合金力学性能及断裂过程的影响

研究93W-Y2O3合金的力学性能,并通过扫描电镜原位拉伸试验观察93W-Y2O3合金的断裂过程。结果表明:与传统93W合金相比,93W-Y2O3的抗拉强度和延伸率均有较大幅度降低;Y2O3降低了钨颗粒的强度,拉伸载荷下裂纹在多个钨颗粒内部萌生,随着拉伸载荷增加,裂纹尖端产生应力集中,裂纹优先沿着粘结相与Y2O3界面扩展;由于Y2O3阻碍了位错的滑移,使93W-Y2O3合金的塑性下降。     

大变形锻造钨合金动态力学性能研究

测试了烧结后再锻造 (锻造态 ) ,变形量为 6 0 %的钨合金与烧结后未锻造 (烧结态 )的钨合金的应力—应变关系 ,应变率范围为 4× 10 - 4～ 3× 10 3s- 1.结果发现锻造态的钨合金不仅强度提高了 ,而且还表现出明显的各向异性 ,在锻造方向实施动态压缩时更容易产生绝热剪切破坏。结合Magness的研究结果 ,解释了锻造态钨合金穿甲威力提高的现象     

1460合金的搅拌摩擦焊及焊后热处理工艺研究

采用搅拌摩擦焊对1460铝锂合金进行焊接,研究合金的焊接性能和焊后热处理工艺。运用显微硬度测试和拉伸力学性能测试表征焊缝力学性能;用扫描电镜、透射电镜对焊缝组织进行观察。结果表明:焊前对合金进行固溶和时效处理导致焊缝的抗拉强度降低;焊前未进行热处理的焊缝样品抗拉强度为320 MPa,与母材相当;焊后的固溶+160℃/40h时效处理使焊核区重新析出θ′(Al2Cu)和T1(Al2CuLi)相,焊缝的抗拉强度提高了75 MPa;焊缝拉伸断裂发生在热机械影响区,断裂方式由韧性断裂转变为解理断裂。     

微波烧结对93W-Ni-Fe合金微观组织和力学性能的影响

微波烧结与传统烧结在加热原理上有着本质的区别。在钨合金传统烧结方式的基础上引入微波烧结这一新式烧结技术,对准φ30 mm×110 mm 93W-Ni-Fe合金坯料微波烧结工艺进行探索,研究加热方式对93W-Ni-Fe合金密度、硬度、金相组织和力学性能的影响。试验表明:微波烧结试样组织均匀、细小,钨颗粒明显小于传统烧结水平;径向性能分布均匀;微波加热能达到常规尺寸钨合金的透烧深度,但仍存在一定烧结缺陷。。     

爆炸加载条件下高密度钨合金破碎性的实验研究

研究了 98W -Ni-Fe和 97W -Ni-Cu在爆炸加载条件下的破碎性。用高密度钨合金在装填TNT和RDX两种炸药时均碎成较均匀破片 ,破片质量分布在 0 .1～ 1.0 g之间。W -Ni-Fe的回收率比W -Ni-Cu的高 ,在爆速较低的炸药中的回收率较高。断口分析表明 ,97W -Ni-Cu破片的断裂模式是以钨 -粘接相界面分开和粘接相的韧性撕裂为主 ,98W -Ni-Fe破片的断裂以钨颗粒穿晶断裂为主。     

烧结温度对高比重钨合金的响影

由三组不同的工业粉末在五个烧结温度下烧结出钨含量为93wt％的W-Ni-Fe高比重合金。烧结后,采用两种不同的热处理工艺,测量显微组织的拉伸性能的变化以评定这三个试验参数的影响。评价指标包括密度、硬度、拉伸强度、破断延伸率、晶粒尺寸、钨颗粒的邻接和粘结相的体积百分比。结果表明,不同粉末组的拉伸性能几乎无明显变化。对于较高的烧结温度,合金的延伸率增加,强度降低。这些变化是由于在较高烧结温度下显微组织的粗化所致。烧结后的两种热处理之间的差别是小的,且与烧结温度有关。