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。     

两种钨合金材料力学行为及微观损伤研究

首先测试83W旋锻(8Fe-9Ni-83W)和89W径锻(5Fe-6Ni-89W)两种钨合金棒材的各向异性情况,然后对两种钨合金材料分别进行了温度从-196℃到800℃的动、静态压缩试验(应变率10-3~7 000 s-1)和拉伸试验(应变率10-3~1 000 s-1),得到了其应力应变关系曲线和失效应变。结果表明:两种棒材都存在各向异性特性,钨合金棒材沿径向硬度不均匀,越靠近棒心,硬度越低。随着应变率的升高和温度的降低,两种钨合金材料的流动应力升高;在所研究的温度范围内,一定应变率下两种钨合金材料都出现了动态应变时效现象;两种钨合金材料的失效应变随着应变率的增大而降低。最后观察钨合金试验后的金相照片,给出应变率和温度以及钨颗粒含量对其损伤模式的影响。     

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     

钨合金破片高速侵彻铝合金靶板实验研究

利用二级轻气炮驱动不同钨含量的正方体钨合金破片到速度为2.2 km/s,高速侵彻铝合金叠层结构靶板。根据靶板在侵彻后的损伤与破坏分析,定量得到钨合金破片侵彻性能的差异。实验表明:在相同条件下,锻造态的97钨合金侵彻能力最强,真空态97钨合金和95钨合金与93钨合金相比,侵彻性能没有明显的优势;锻造态97钨合金侵彻机理与其他几种钨合金有所不同,其在侵彻过程中发生了绝热剪切破坏,表现为一定的自锐性。     

航空发动机用25Cr3MoA合金棒材的研制

介绍了航空发动机用 2 5Cr3MoA合金棒材的研制情况。结果表明 :采用电弧炉→电渣重熔→锻造开坯→锻造或轧制成材→缓冷→退火的生产工艺路线可生产出化学成分精确、高纯洁度、高均匀性、高致密度和性能优良的 2 5Cr3MoA合金棒材。各项检验结果均满足技术条件 ,达到了航空发动机用材的要求。     

热挤压钨合金动态力学性能及破坏规律研究

采用热挤压工艺对94.9W-3.4Ni-1.6Fe-0.1Co合金进行形变强化,沿与挤压棒材轴向呈0、45、90°夹角方向取试样进行动态压缩性能试验,对试验后的试样进行微观分析,测试挤压后钨合金的显微硬度。试验结果表明:热挤压钨合金具有纤维状的微观组织特征,屈服强度和塑性呈现明显的各向异性,挤压过程中粘结相的强化效果较钨颗粒明显;热挤压钨合金的绝热剪切敏感性呈现各向异性,垂直于纤维组织方向绝热剪切敏感性最高,平行于纤维组织方向绝热剪切敏感性较低;挤压后钨合金裂纹易于在钨颗粒内部萌生和扩展。     

身管冷径向锻造残余应力的模拟研究

身管是自动武器的核心部件,冷径向锻造是制造自动武器身管的一项新工艺。冷径向锻造后的身管通常需要后续的机械加工,且身管在动态的高温高压载荷下射击,锻后身管中的残余应力将直接影响身管后续加工中的尺寸精度及身管使用时的疲劳寿命。为了预测冷径向锻造身管内的残余应力分布及影响残余应力分布的各参数,建立了模拟身管的冷径向锻造及回弹过程的轴对称模型,得到了回弹后身管内的残余应力分布,并分析了各工艺参数对锻后身管内残余应力分布的影响规律,为进一步控制锻后身管内残余应力的分布提供了参考。     

钨锆合金破片毁伤过程研究

采用12.7mm弹道枪发射破片进行模拟穿靶试验,对钨锆合金、93钨合金和易碎钨合金3种材料破片在毁伤油箱过程中的瞬态压力、压力恢复时间和油箱内烃气浓度进行研究。研究结果表明,钨锆合金破片优于93钨合金和易碎钨合金破片,钨锆合金破片使油箱爆燃的主要影响原因是其碎片分散角大和多火点引燃,因此钨锆合金具有更高的引燃油箱能力。将其应用于多功能战斗部中可以使武器具有更高的综合毁伤威力。     

钨合金材料锻造变形强化的组织与性能及其再结晶行为

对不同锻造变形量的钨合金材料组织、性能及其再结晶行为进行了研究。结果表明,变形量的增加导致了钨合金组织的“纤维化”和强度的提高,变形钨合金在低于液相烧结温度以下热处理时,其再结晶过程缓慢,再结晶晶粒所占比例较小且比较细小。在液相烧结温度以上热处理将会迅速完成其再结晶—球化—晶粒长大的过程,此过程将导致变形强化效果丧失,力学性能下降。     

钨合金帽型试样的绝热剪切带数值模拟研究

利用帽型试样在 Hopkinson 压杆上测试锻造退火态钨合金的动态应力-应变关系,通过计算拟合钨合金材料Johnson-Cook 本构关系中的5个待定参量,建立帽型试样的有限元模型。采用两种不同的网格划分,在剪切区域内采用细密的网格,并逐渐过渡到粗糙网格。利用有限元分析软件 LS-DYNA 模拟钨合金帽型试样在冲击载荷下绝热剪切带的形成过程,与试验观察结果一致,对于理论分析和试验具有一定的参考和指导作用。     

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。。     

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。     

钨合金弹侵彻运动圆柱壳靶板的数值模拟

采用有限元软件,对钨合金弹以不同速度侵彻具有不同横向运动速度的圆柱壳靶板的过程进行了数值模拟。计算结果表明,钨合金弹的剩余速度和剩余动能随着靶板的横向速度的增大而急剧降低,随着钨合金弹的侵彻速度的增大而增大,而靶板横向速度对钨合金弹剩余速度的影响在低速侵彻时比高速侵彻要大。     

钨合金材料绝热剪切带的有限元分析

利用有限元方法分析了钨合金材料中的绝热剪切带,对比分析了热力学参数对钨合金剪切局部化的影响。通过采 用Bodner-Partom无屈服面的本构模型,使得在数值计算中十分的方便。最后对钨合金材料中的剪切带的形成和局部化过 程进行了分析．并且在分别改变密度、静态屈服应力、比热容及热导率等热力学参数下,对比分析了它们对钨合金剪切局 部化的影响程度,结果表明改变静态屈服应力和比热容对钨合金剪切局部化的影响较大。     

锻造变形量对钨合金材料性能的影响

研究了不同锻造变形量对钨合金组织和性能的影响，试验结果表明，材料强度随变形量增大而提高，组织的纤维状程度也随变形量增大而加大，并对变形强化机制进行了初步探讨。     

钨合金内部应力场的数值模拟

对钨合金材料内部应力场进行分析,结合钨合金材料特有的组织结构建立数学模型,采用有限元数值计算的方法,利用MSC.MARC有限元软件,模拟了钨合金内部的应力场分布。分析计算结果表明,钨合金应力场的分布,并非如先前所认为的首先在粘结相中发生应力集中,而首先出现在高强度的钨颗粒中。     

由钨合金的两相參数计算其宏观抗拉强度

钨合金是由钨颗粒相和基体组成的两相材料。利用Eshelby方程和Mori-Tanaka平均应力概念以及本文给出的增量法,可由钨颗粒相的形状、体积份数及两相力学性能参数计算得到钨合金材料的宏观抗拉强度。文内对特定钨合金进行了计算分析。分析表明,随工艺处理变形量的增加,钨合金材料的脆性增加,对于工艺处理变形量较小的钨合金,首先在基体相中达到拉伸破坏;而对于工艺处理变形量较大的钨合金,首先在鸽颗粒相中达到拉伸破坏。本文对钨合金材料宏观抗拉强度的计算结果与试验结果一致。     

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。     

穿甲弹用单晶钨棒

美国专利US200572498中公布了一种用于制造穿甲弹弹芯的高密度单晶钨棒的制备工艺。该钨棒的主要成分是钨或者含有钽、铼、铌或钼的钨合金，钨合金中的钨含量不低于90％（质量分数）。使用沿轴向排列的【100】晶向单晶制造的弹芯用圆柱状棒材的直径超过3mm．长径比不低于10.在1600-2200℃下以低压氯气气化的粒状多晶钨为原料，采用化学气相沉积方法在加热的体心立方晶格金属丝基底上制造弹芯棒坯。