金刚石抛光用钨合金的热压烧结

为了获得适用于摩擦化学抛光单晶金刚石用的高性能W-Mo-Cr合金抛光材料,采用机械合金化法制备的微细W-Mo-Cr合金粉末为原料,研究热压烧结参数(烧结温度、压力和保温时间)对材料致密度和硬度的影响,并采用扫描电镜(SEM)对材料的显微组织进行观察。结果表明:采用机械合金化和热压固相烧结相结合的方法可以制备出高致密度、高硬度的合金材料,合金材料组织致密,平行精度良好;在烧结温度为1400℃、压力为30 MPa、保温时间为30 min的工艺条件下,所制备的W-Mo-Cr合金材料相对密度为96.49%,硬度为777.78HV。     

Y2O3对93WNiFe合金自锐性的影响

为了提高传统93WNiFe合金在侵彻装甲时的自锐化能力，采用粉末冶金的方法，在传统93WNiFe合金中加入了少量的Y2O3，经过1200℃氢气氛中预烧和1480℃烧结以及1100℃的真空退火热处理后烧结成为93W-Y2O3合金，其密度达到了理论密度的98．74％。静态力学性能测试结果表明：室温下抗拉强度为891MPa，延伸率为20％，保证了其作为穿甲弹战斗部用钨合金材料的基本力学性能；动态力学性能测试结果表明：在应变为0．28，应变率为3500s^-1时，93W-Y2O3合金内部出现了明显的裂纹及大量的微裂纹，而裂纹源正是起始于粘结相中的Y2O3陶瓷相。因此，在93W合金粘结相中形成的弥散Y2O3陶瓷相，可以作为钨合金中微裂纹的萌生源来诱发钨合金的剪切失效，进而可以提高对绝热剪切不敏感的93WNiFe合金材料的自锐化能力。     

纳米钨合金粉末的制备技术

钨合金包括W－Ni-Fe,W-Ni-Cu,W-Cu,WC-Co等钨基合金材料。钨合金材料将是21世纪出现的一种多功能高性能的多胜任的新型材料。有杉纳米粉末制备的亚微或微米钨合金块体材料具有非常优越的潜在物理力学性能,用作高性能结构件和高性能电子、微电子等功能材料方面都将具有很大的潜在优势,可以更好地满足高性能新型材料的要求。本文综合近几年来国内外纳米钨合金的研究状况,详细地介绍了有关纳米钨合金粉末的制备技术,预测了今后钨合金材料的研究方向。     

纳米钨合金粉末的制备技术与烧结技术

钨合金包括 W- Ni- Fe,W- Ni- Cu,W- Cu,WC- Co等钨基合金材料。这些材料由于具有一系列优异的物理力学性能而在航空航天、国防军工、机械加工行业、电子行业、信息通讯行业和娱乐业都有十分广泛的用途 ,尤其是在当今科学技术日益发达的高科技年代。采用纳米粉末制备的纳米钨合金块体材料具有非常优越的物理力学性能 ,用作高性能结构件和高性能电子、微电子等功能材料等方面都将具有很大的潜在优势 ,可以更好地满足高性能新型材料的要求。本文分析了近几年来国内外纳米难熔钨合金的研究状况 ,详细地介绍了数种纳米钨合金粉末的制备技术 ,并针对纳米粉末烧结时的晶粒长大问题 ,介绍了可能的几种纳米块体材料的烧结技术。     

钨基合金的预强化和后期强化技术

介绍了近年来关于高比重钨基合金材料强化研究的最新进展。根据钨基合金制品的成形过程,将其分为预强化和后期强化两个过程。在预强化部分,概要介绍了钨合金材料的晶粒细化强化、添加元素强化、烧结强化以及组织强化技术;作为重点,在后期强化过程中,详细描述了目前关于钨合金的几种主要形变强化工艺,包括旋锻、轧制以及热挤压和静液挤压工艺,并对其强化机制进行了分析研究。进一步介绍了热等静压强化的特点和强化机理。     

高密度钨合金部件断裂失效分析

通过化学成分、宏观断口、微观断口和金相显微组织分析等手段,对发生断裂的高比重93WNiFe钨合金爆炸部件进行断裂失效分析研究。结果表明,失效部件合金的化学成分正常,但微观组织与密度存在异常;爆炸部件失效断裂的根本原因是材料制备过程中热处理工艺不当造成的;应严格控制热处理工艺和爆炸部件的检验方案。     

高温高强钨铼合金Gleeble热力模拟试验方法探讨

钨铼合金具有高熔点、高强度、高硬度、高再结晶温度等特点,作为结构材料广泛应用在特殊高温领域。针对采用Gleeble热力模拟试验机研究新型钨铼合金材料的高温热变形行为,存在热电偶焊接困难、钨铼合金强度高于碳化钨压头等问题,通过埋线法和耐高温无机胶固定热电偶,采用粉末热压烧结工艺制备碳化锆颗粒增强钨基复合材料作为高温高强压头进行解决,获得了钨铼合金在1 500 ℃、应变速率1s-1时压缩真应力 真应变曲线。该方法可用于测量钨铼合金真实高温强度,为钨铼合金工业生产过程中的热变形工艺参数确定提供准确数据。     

高密度钨合金的研究现状与发展趋势

从合金材质与添加元素、粉末制备与改性、合金烧结及烧结后处理,大变形强化处理等方面论述了高密度钨合金的研究现状和发展趋势。高密度钨合金中添加合金元素(如Co、Mn、Cr、Ta、La、Ce、Y)用以强化合金;采用新型烧结技术(如微波烧结、放电等离子烧结)以实现低温快速烧结;采用冷等静压、热压、热等静压等工艺方法以制备大尺寸的复杂零部件;采用喷射沉积,CVD涂层、电镀等方法来制取耐磨、耐腐蚀钨合金材料,是目前制备高密度钨合金的研究方向。     

93W-5.6Ni-1.4Fe高比重合金放电等离子主烧结曲线的建立

将主烧结曲线(MSC)理论应用于93W-5.6Ni-1.4Fe高比重合金的放电等离子烧结(SPS).以加热速率100℃/min为临界点,建立了2个不同加热速率阶段合金的主烧结曲线.在2个不同加热速率阶段,93W-5.6Ni-1.4Fe高比重合金的放电等离子烧结MSC曲线均可有效预测合金烧结全过程的致密化行为,以及粉末压坯的收缩量和合金的最终烧结密度.计算了93W-5.6Ni-1.4Fe高比重合金放电等离子烧结过程中的致密化函数c,定量地证明了当加热速率大于100℃/min时,随着温度升高,合金的SPS致密化过程显著加快.此外,主烧结曲线理论计算得到的表观致密化激活能与采用Arrhenius公式计算所得到的致密化激活能基本一致.     

Al2O3含量对W-Al2O3合金组织与力学性能的影响

采用湿化学法与放电等离子烧结(SPS)相结合的方法,制备了Al2O3弥散增强钨基合金,研究了Al2O3含量对钨基合金组织与力学性能的影响.结果表明:Al2O3加入可以显著细化W-Al2O3合金的晶粒尺寸,由纯钨的4.16 μm细化到W-1.2 mass％Al2O3合金的2.62 μm,且Al2O3在钨基体中均匀分布;加...     

放电等离子烧结时间对高密度W-7Ni-3Fe合金组织性能的影响

利用放电等离子烧结技术制备高密度W-7Ni-3Fe合金,研究了烧结保温时间对合金致密度、物相、显微组织以及力学性能的影响。结果表明,在1200℃烧结5~14 min后,合金均能实现充分致密化,保温时间对相对密度影响较小。合金中的W晶粒随保温时间的延长开始尺寸变化不大,烧结11 min以上才明显长大,但大多数W晶粒尺寸仍小于5μm。烧结时间超过8min,合金中新出现一种灰色的富W组织。随保温时间延长,合金的洛氏硬度下降不大,然而抗弯强度却明显上升。合金弯曲断口形貌在较短保温时间以沿晶断裂为主,粘结相的延性撕裂和W晶粒的解理断裂随烧结时间延长逐渐增多。     

Sinterbonding cobalt-cemented tungsten carbide to tungsten heavy alloys

Cobalt-cemented tungsten carbide (WC–Co) powder was sinterbonded to nickel–iron tungsten heavy alloy (WHA) for use in high-temperature tooling applications. Sinterbonding was performed under various conditions, including changes to the sintering conditions and initial WHA material forms, to determine various processing conditions that yield a consolidated interface indicative of a high degree of bonding. Sinterbonding WC–Co to fully dense WHA bar stock yielded a consolidated interface comprised primarily of complex η-carbides. Defects at the interface, including voids, microcracking, and porosity were the result of other sinterbonding processing conditions explored in this work. Co-rich η-carbides were found to form at the interface in every condition examined. A thermodynamic evaluation of η-carbides as a function of carbon activity determined that Co-rich η-carbides formed preferentially in regions of low carbon activity. The predicted thermodynamic trends are in agreement with interfacial microstructural observations.     

Effect of processing parameters on microstructure and properties of tungsten heavy alloys fabricated by SLM

Selective laser melting (SLM) was used to fabricate tungsten heavy alloy (WHA) with a nominal composition of W-7Ni-3Fe (wt%). Depending on the processing parameters (laser power, scanning speed, preheating, etc.), three different bonding mechanisms were observed, i.e., liquid phase sintering, partial melting and complete melting. The difference in applied energy density also reflected in a variation of the final composition, amount of W dendrites in γ-phase and the W grain contiguity. High density materials (>95%TD) were produced under optimal processing conditions. The effect of the as-built microstructure and post-process heat-treatment on the properties of WHA processed by SLM was evaluated. In the as-built condition, the WHA exhibited an UTS of 871 ± 30 MPa with a brittle fracture behaviour regardless of the applied processing parameters. With a suitable post-process heat-treatment, a material with a more optimal microstructure was obtained, with properties comparable to those of WHAs produced by conventional powder metallurgy (UTS of 850 ± 21 MPa with an elongation of 10.2 ± 1.0%).     

K4169合金离心铸管工艺模拟及试制研究

采用ProCAST软件对K4169合金的离心铸造工艺进行了模拟研究。通过分析浇注速度、铸型转速、浇注温度及铸型温度对离心铸管充型及凝固行为的影响,获得了外径56 mm/内径38 mm的K4169合金离心铸管最佳制备工艺参数。在此工艺参数条件下,K4169合金离心铸管可实现连续稳定充型,离心铸管壁厚差为0.2 mm,内表面疏松比例小于3%,且柱状晶平均宽度为1.7 mm。结合模拟结果对K4169合金离心铸管进行试制,所制备的离心铸管显微组织中柱状晶占比80%,且晶粒组织细小,因而离心铸管具有优异的高温塑性。     

Dynamic Recrystallization in the Shear Bands of Tungsten Heavy Alloy Processed by Hot-Hydrostatic Extrusion and Hot Torsion

Hot-hydrostatic extrusion and hot torsion (HE+HT) were applied to the processing of the as-sintered tungsten heavy alloy (WHA). The dynamic mechanical properties of the WHA processed by HE+HT and the microstructural evolution within adiabatic shear band (ASB) were systematically investigated. The results show that the WHA susceptibility to ASB is much improved, and localized shear bands can be formed in specimens. TEM analysis of ASB shows that the multiplication and rearrangement of dislocation play dominate roles in the dynamic recrystallization (DRX) process within ASB of WHA, and the nano-scaled equiaxed-recrystallized grains within ASB can be formed via repeating the processes including dislocation multiplication, dislocation rearrangement and dislocation annihilation. The investigation result of observed DRX of the WHA firmly supports the rotational dynamic recrystallization (RDR) mechanism in metals.     

氧化锆陶瓷与Kovar 4J28合金的金基钎焊研究

采用Au-Cu-Pt合金钎料带,对氧化锆陶瓷与Kovar 4J28合金进行了钎焊研究,探讨了钎焊温度和保温时间对接头强度的影响,并分析了氧化锆陶瓷与4J28合金的界面结合情况。结果表明,氧化锆陶瓷与Kovar 4J28合金在1040℃保温20 min焊接,得到的焊接器件能够承受最大的剪切强度为85 MPa;在压力差为60 k Pa时,封接器件不泄漏。     

机械球磨热压烧结Mo-50%Cu合金的组织性能

采用机械球磨-真空热压固相烧结工艺制备Mo-50%Cu(质量分数, 下同)合金,研究机械球磨Mo/Cu复合粉末的组织形貌及热压烧结Mo-50%Cu合金的组织与物理、力学性能。结果表明：热压固相烧结工艺是制备高致密、高Cu含量Mo-Cu合金材料的有效途径;通过机械球磨可以显著细化Mo/Cu复合粉末及烧结态Mo-Cu合金中Mo相组元的尺寸并使其分布均匀化;获得的Mo-50%Cu合金中Mo相细小、均匀弥散分布于Cu基体中,既没有形成对导电性有较大负面影响的网络结构,又能充分发挥Mo相的弥散强化作用,因此,具有优异的物理与力学综合性能     

阴极电导率和孔隙率对熔盐电解钛精矿脱氧过程的影响

阴极的性能通常是和电解过程与电解效率有着密切的关系。本文中测量了焙烧温度对钛精矿阴极的电导率的影响。结果表明焙烧温度对钛精矿阴极导电性影响很大。钛精矿阴极电阻率随着焙烧温度升高和接触面积的增加而增大。另外本文也研究了阴极孔隙率对熔盐电解制备Ti-Fe合金还原过程的影响。结果表明阴极的孔隙率对还原过程有着直接的影响。孔隙率的增加有利于形成中间化合物CaTiO3,从而改善电流效率。     

机械合金化和添加微量Y2O3对制备细晶钨合金

采用机械合金化、添加微量Y2O3和冷等静压、液相烧结工艺制备Ф25mm的晶粒度为3～4μm的细晶93W-4.9Ni-2.1Fe(质量分数%,下同)合金棒材,研究粉末机械合金化、添加微量Y2O3、烧结温度和保温时间对合金棒材烧结致密化和显微组织的影响。结果表明:在1480℃液相烧结时钨晶粒发生明显球化,在此温度下降低保温时间对控制钨晶粒长大有较大影响,保温时间为30min时,钨晶粒尺寸为5～8μm;保温时间为60min时,钨晶粒为8～10μm。添加微量稀土氧化物Y2O3可以进一步有效地抑制晶粒的长大,降低合金的钨晶粒尺寸和提高组织均匀性,在1480℃烧结60min时,钨晶粒为3～4μm,而且晶粒尺寸分布更均匀。     

微量TiC对Mo-Ti-Zr-TiC合金性能与显微组织的影响

采用粉末冶金方法制备Mo-Ti-Zr-TiC合金,研究微量TiC的添加对Mo-Ti-Zr-TiC合金的拉伸性能和显微组织的影响。结果表明,在Mo-Ti-Zr合金中添加微量TiC(0.1%～0.5%,质量分数)后,合金的相对密度和室温抗拉强度得到了提高,当TiC添加量为0.4%时,合金强度最高,较Mo-Ti-Zr合金提高了28.1%。微量TiC的添加,阻碍了合金烧结过程中的晶粒长大,合金晶粒尺寸随TiC添加量的增加而降低。添加的细小TiC粒子在高温烧结过程中或与坯体中的微量氧发生反应形成了由Mo、Ti、C及O4种元素组成的(Mo,Ti)xOyCz细小复合第二相粒子,或发生团聚结成大颗粒,对合金起到净化晶界氧和弥散强化的作用,因而合金的性能相比Mo-Ti-Zr合金有了较明显的提高。