元素Co对93W-4.9Ni-2.1Fe合金微观组织和性能的影响

以高能球磨粉末为原料,研究了元素钴对93W-4.9Ni-2.1Fe合金性能和微观结构的影响.实验采用光学金相(OM)、扫描电镜(SEM)、EDAX能谱等方法对样品的组织形貌进行了表征;采用准静态拉伸试验对合金的抗拉强度、延伸率进行了测试,采用排水法对合金的相对密度进行了测算.实验结果表明:当Co含量为0～0.9%时,随Co含量增加,93W-Ni-Fe合金的抗拉强度、延伸率和相对密度由不添加Co时的997.2 MPa、14.94%、99.27%分别提高为0.9%Co时的1024.7 MPa、23.92%和99.40%;适量元素Co的加入会增加合金中钨晶粒的穿晶解理断裂和粘结相的延性撕裂、改善合金组织、提高合金的性能;当元素Co含量超过0.9%时,随Co含量增加,93W-Ni-Fe合金的性能有所降低,Co含量为1.5%时,合金抗拉强度降至1006.3 MPa,延伸率降至21.96%.     

添加Cr元素对93W-4.9Ni-2.1Fe合金微观结构和性能的影响

以高能球磨粉末为原料,研究了铬元素对93W-4.9Ni-2.1Fe合金性能和微观结构的影响.实验采用光学金相(OM)、扫描电镜(SEM)、EDAX能谱等方法对试样的组织形貌进行了表征;对合金的拉伸强度、延伸率和合金的相对密度进行了测试.结果表明:不添加Cr的93W-4.9Ni-2.1Fe合金其相对密度为99.3%,延伸率为15%,抗拉伸强度为997.2 MPa;在Cr的添加量 (质量分数)为0～1.5%,随Cr含量由0增加到1.5%,93W-Ni-Fe合金抗拉伸强度、相对密度、延伸率分别由997.2 MPa、99.3%、15%降至834.7 MPa、95.2%、5.7%;添加Cr元素后,Cr、W、Ni、Fe、O等元素在93W-Ni-Fe合金中生成富Cr固溶体,并在合金界面上形成偏聚,降低了93W-Ni-Fe合金界面的结合强度,导致合金的力学性能有所降低.     

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。     

真空热处理对95W-3.5Ni-1.5Fe高密度合金组织和性能的影响

研究了真空热处理对95W－3．5Ni－1．5Fe高密度钨合金性能的影响。经真空热处理后，不但消除了氢脆的影响，还减少了磷的晶界偏析程度，使合金强韧性得到了改善。     

热液静挤压93W-4．9Ni-2．1Fe合金显微组织与力学性能

采用热液静挤压工艺对液相烧结态93W-4．9Ni-2．1Fe合金进行了变形，挤压温度为1200℃，变形量60％～75％：系统研究了挤压态合金力学性能与显微组织之间的关系。结果表明，挤压态合金的钨颗粒内部表征为高密度位错构成的胞状亚结构，而粘结相在挤压过程中发生了动态再结晶。挤压态合金的强度随着变形量的增大而不断增加，延伸率则随着变形量的增大而不断减小。     

微量Re对93W-4.9Ni-2.1Fe合金性能及微观组织的影响

采用经高能球磨的超细93W-4.9Ni-2.1Fe预合金粉末，并添加少量的Re，经压制，烧结制取试样。研究Re对93W-4.9Ni-2.1Fe合金性能和微观组织的影响。用机械式拉力试验机测量试样拉伸强度，用扫描电镜观察试样拉伸断1：3的形貌，用金相显微镜对试样显微组织进行测试分析。结果表明：当添加0％-0．8％Re（质量分数，下同）时，随着Re添加量的增加，合金的相对密度稳定在99．43％～99．49％，烧结样品延伸率从不加Re时的26．47％降至0．8％Re时的14．71％，合金的抗拉强度由不加Re时的1025MPa增加到0．8％Re时的1142MPa，合金拉伸断口收缩率由不加Re时的20．45％降至0．8％Re时的10．91％；随着Re含量的增加，合金中W晶粒的穿晶解理断裂的比例增加，而粘结相延性断裂的比例减少；随着Re含量的增加，合金中W晶粒尺寸明显减小，由不加Re时的40μm-45μm减小到添加0．8％Re时的20μm-25μm。     

Cu对Zn-Sn合金微观组织和力学性能的影响

研究了添加少量Cu元素对Zn-35%Sn流行饰品合金微观组织和力学性能的影响。结果表明,在Zn-35%Sn合金中加入0～3.0%Cu,金相组织中的ε相会明显增加;合金伸长率从11.2%下降为9.8%左右,然后再上升到12.6%;抗拉强度从100 MPa上升为150 MPa,又下降到120 MPa。断口分析表明,含Cu量较低时,断口处存在疏松缺陷,随着Cu含量的增加,缺陷逐渐消失;Cu元素的添加,可以细化Zn合金的晶粒,但对合金伸长率的影响不大。Zn-Sn合金中Cu的适宜添加量为1.5%～2.5%。     

MIM工艺对W—Ni—Fe高密度合金力学性能的影响

研究了粉末装载量和烧结温度对ＭＩＭ钨基高密度合金力学性能的影响,并将ＭＩＭ工艺与传统压制／烧结工艺进行了比较,实验结果表明,采用装载量为４７％（体积分数）的喂料,在１５３０℃烧结２ｈ得到的９７Ｗ－２Ｎｉ－１Ｆｅ高密度合金具有优良的力学性能的达到的性能为σｂ＝９３６ＭＰａ,σ０．２＝６４９ＭＰａ,δ＝１１．４％,ＨＲＣ＝３１,优于传统压制／烧结工艺制得的合金。     

90W-7Ni-3Fe合金拉伸力学行为的应变率效应

采用CMT4105拉伸试验机对烧结态90W-7Ni-3Fe(90W)合金进行准静态拉伸试验;在较高应变率条件(1600~2000s-1)下,采用套筒加载直拉式Hopkinson拉杆对90W合金进行动态拉伸试验,研究90W合金在不同加载应变率下的拉伸性能及破坏机制。结果表明,在拉伸加载条件下,90W合金具有明显的应变率效应,随着应变率的增加,强度显著提高,材料断裂时的真实应变下降,断裂前吸收的总能量下降。90W合金的破坏机制由钨-钨界面开裂向钨颗粒解理断裂转变。     

冷轧对新型Ni-W-Co-Ta高密度合金组织与性能的

在室温环境中对新型Ni-W-Co-Ta高密度合金进行冷轧变形,借助金相显微镜、扫描电镜、透射电镜、X射线衍射仪、背散射电子衍射、电子万能试验机及显微硬度计对新型Ni-W-Co-Ta高密度合金变形过程中的微观组织及力学性能演变规律进行表征。结果表明：随着变形量的增加,新型Ni-W-Co-Ta高密度合金等轴晶粒沿轧制方向不断被拉长,同时产生大量的滑移带协调剧烈的塑性变形,并最终形成纤维组织。变形量的增大导致位错密度急剧增加,位错交互作用显著加强,进而将晶粒尺寸细化至25.5 nm。经过90%的严重塑性变形后,抗拉强度提高到1953 MPa;屈服强度提升至1806 MPa,硬度增加至534 HV,伸长率则急剧下降至9.1%。断口形貌则由韧性断裂向韧性-准解理混合型断裂转变。     

Performance of powder-injection-molded W-4.9Ni-2.1Fe components

A 93 wt% W heavy alloy was injection molded into standard tensile test specimens and kinetic energy penetrators. Due to the relatively high activation energy of flow (124 kJ/mol), the rheological behavior of the molten feedstock was very susceptible to temperature variation. Using die sets with constant-volume die cavities, the tensile test specimens could be formed within a wide working window, whereas the penetrator could not be molded without defects because of different jetting phenomena during molding. The penetrator could be molded successfully using a die set whose die cavity progressively expanded during molding. The parts thus formed could subsequently be processed into intact components with full density and low carbon contents (<100 ppm). Their mechanical properties were comparable to or better than those of conventionally processed tungsten heavy alloys. Additional penetration test results indicated that powder injection molding was a viable route for processing high-performance tungsten heavy alloys.     

MA制备W-Ni-Fe纳米复合粉末的工艺优化

研究了90W-7Ni-3Fe混合粉末在行星式高能球磨机中的机械合金化(MA)工艺.在一定条件下球磨后,采用XRD分析了粉末相变化、晶块尺寸和晶格畸变,采用SEM对粉末形貌进行了分析.研究了球磨时间、球磨机转速、球料比、球装填系数、不同的表面活性剂等因素对粉末性能的影响.确定了机械合金化制备W-Ni-Fe纳米复合粉末的最优化工艺:球磨转速为200r/min,球装填系数为6%～12%,球料比为10∶1,液体介质比为V液体∶V(球 料)=1.4～2.0.不同种类的过程控制剂对MA粉末分散和粉末的成形性有很大的影响,采用8#过程控制剂能在有效分散MA粉末的同时具有好的成形性.     

纳米级90W-7Ni-3Fe复合粉末的烧结特性

以喷雾干燥-H2还原法制备的纳米级90W-7Ni-3Fe复合粉末为原料,采用模压成型并在800℃保温120min的条件下对试样进行预烧,研究了试样在不同烧结温度和不同烧结时间下的烧结特性,采用高倍SEM和光学金相分别对断口进行了形貌观察和钨晶粒测试;对烧结样的相对密度、抗拉强度、延伸率等性能进行了测定与分析.结果表明:保温时间为120 min时,随着烧结温度的提高,试样的性能有显著的变化,当烧结温度为1 390℃时,试样的抗拉强度和延伸率都达到一个极大值,分别为900 MPa和13%,此时试样的相对密度为99.0%;当烧结温度为1 390℃时,随着烧结时间的延长,试样的性能也有显著的变化,试样的抗拉强度、延伸率和相对密度都达到一个极大值;平均钨晶粒度为15～20 μm,钨晶粒呈球形或近球形;复合粉末烧结活性高,比传统烧结温度降低80～120℃;试样中出现了W30.73Ni40.21Fe29.06过渡相.     

微量Si在W－7Ni－3Fe高比重合金中的行为

用掺杂微量Ｓｉ的钨粉为原料，制备Ｗ－７Ｎｉ－３Ｆｅ高比重合金，用扫描电镜、Ｘ射线光电子能谱仪等研究了微量Ｓｉ在合金中的行为。结果表明，原料钨粉中的微量ＳｉＯ２在合金中以微粒形式弥散分布在合金的粘结相中，部分Ｓｉ以固溶体形式分布在钨晶粒中；在未掺杂的合金中，发现有少量的ＷＯ２以薄膜形式分布在钨晶粒的表面，而在掺杂了微量Ｓｉ的合金试样中，ＷＯ２薄膜消失。探讨了掺杂微量Ｓｉ消除钨晶粒表面ＷＯ２薄膜的机理。     

球磨和液相烧结制备W-Ni-Fe合金的组织和力学性能

为了制备出优异、经济友好的钨重合金,在1450~1510 ℃的烧结温度范围内,通过球磨和液相烧结制备了93W-4.6Ni-2.4Fe（质量分数）合金。进一步研究了试样的微观结构和断裂模式。结果表明,在不同烧结温度下,烧结的试样表现出相似的两相显微结构和韧性断裂模式。随着烧结温度的升高,钨颗粒尺寸也逐渐增大。当烧结温度达到或超过1480 ℃时,合金相对密度达到99.0%以上。1480 ℃烧结时可获得具有最佳抗拉伸强度（940 MPa）和延伸率（32.6%）组合的试样。在1480 ℃下烧结的试样具有优异的延展性,这与γ相的网络结构、韧窝的均匀分布以及两相的协同作用有关。试样的高强度归因于细化的钨颗粒尺寸和球形的钨颗粒。     

90W-7Ni-3Fe纳米晶粉末的瞬时液相强化烧结特征

采用机械合金化(MA)制备了晶粒尺寸为8～18 nm的90W-7Ni-3Fe纳米晶粉末(MA粉末).将粉末注射成形,在1 480～1 500℃经3～5 min瞬时液相烧结.结果表明,采用瞬时液相强化烧结可以得到W晶粒为3～8 μm近全致密的细晶钨合金,显微组织为细小的球形W晶粒均匀地连续分布在纤维状粘结相中,烧结坯具有好的拉抻性能.长时间的传统液相烧结使球状W晶粒迅速粗化,而且密度和强度下降,但延伸率反而增加.在MA粉末中添加微量Y2O3后采用瞬时液相烧结,可以使合金抗拉强度提高到1 055 MPa,延伸率提高到16.5%.     

新型β钛合金Ti-25Nb-10Ta-1Zr-0.2Fe的固溶时效行为

设计一种新型生物医用亚稳定β钛合金,合金成分为Ti-25Nb-10Ta-1Zr-0.2Fe(质量分数),采用真空自耗电弧熔炼制备合金锭坯,研究合金的固溶时效行为。通过X射线衍射(XRD)仪,透射电子显微镜(TEM),扫描电子显微镜(SEM)研究合金的相组成及微观组织。测量合金时效后的抗拉强度和不同时效时间的硬度。结果表明:800℃,1h固溶后合金得到马氏体α″相,400℃下时效,短时间即得到ω相和β相。ω相为脆性相,大量ω相的产生使合金的硬度值提高很多,但是强度值相比较冷轧态下降明显,使得材料断裂方式变为脆性断裂。合金在72h时效后ω相仍然保持较多量。