液力挤压法制备新型钨合金穿甲弹芯材料技术

采用液力挤压法制备新型钨合金穿甲弹芯材料，较常规钨合金材料变形加工技术相比，其最大优势是仅通过一次变形可使钨合金材料的性能得到大幅度提高。可对现役、在研各口径、各长细比钨合金穿甲弹进行技术改造和移植。为钨合金穿甲弹芯材料的变形加工提供新的有效技术途径。     

钨丝集束复合材料穿甲弹芯穿甲过程的数值模拟研究

采用DYNA3D有限元程序，通过建立合理的计算模型，对钨丝集束复合材料穿甲弹芯及钨合金穿甲弹芯的穿甲过程进行了数值模拟研究。对模拟结果进行了对比分析，探讨了钨丝集束穿甲弹芯穿甲性能优于普通钨合金弹芯的原因，并对数值模拟结果进行了试验验证，为未来集束穿甲弹芯的设计与进一步研究提供了可靠的理论及实验资料。     

穿甲过程中钨合金杆式弹失效模式及数值模拟

为深入研究钨合金杆式弹穿甲侵彻过程中的变形、失效模式,利用扫描电镜和有限元数值模拟,观测、分析钨合金残余弹芯头部剖面显微组织的变形演化。结果表明:穿甲侵彻过程中,钨合金弹芯头部发生剧烈的塑性变形而呈"蘑菇头"形状,钨晶粒被严重压扁,表出现良好的动态塑性。弹芯"蘑菇头"前端垂直侵彻方向1mm处产生绝热剪切带,剪切带内W颗粒和W-W界面上均有微裂纹产生,并表现出溶化现象。数值模拟表明,钨合金在侵彻过程中"蘑菇头"不断形成和脱落,弹芯因此发生销蚀而逐渐变短。弹芯"蘑菇头"处材料剧烈变形如同塑性流动,变形局部化主要出现在"蘑菇头"两侧边缘或前端垂直于侵彻方向处。     

钨合金杆式弹侵彻45~#钢变形失效行为的数值分析

高速撞击条件下,弹、靶材料的变形失效机制是穿甲侵彻机理研究的重要内容,利用ANSYS/LS-DYNA动力学程序对钨合金杆式弹侵彻45#钢板进行数值模拟。结果表明,撞击瞬间,强压缩冲击波沿弹芯和靶板的撞击接触面分别向弹芯和靶板内部传递,波后的等效应力超过材料的强度极限,因而发生剧烈塑性变形甚至破碎。侵彻过程中,钨合金弹芯前端3mm～4mm处热软化效应显著,应力强度发生塌陷,导致塑性变形流动而形成"蘑菇头"。45#钢的破坏方式主要是延性扩孔,对应弹、靶材料的塑性变形较均匀,整个侵彻不发生绝热剪切局部化行为。     

WORK STRENGTHENING OF BIPHASE W-Ni-Fe ALLOYS AND THEIR MICROSTRUCTURE

采用低温旋锻方式,研究了三种钨含量的W-Ni-Fe合金的形变强化过程中形变量、力学性能和显微组织之间的关系。指出:随着钨含量的增加,变形合金的强度、硬度增加;当变形量超过15％后,高钨含量合金的形变强化作用逐渐减小,此时93％W合金的室温抗拉强度和硬度值都分别提高到大约50％;合金的显微组织中钨颗粒明显沿棒料轴向拉长;解理断裂成为断口形貌的主要方式;并呈现出钨颗粒的断裂面上的滑移带。本文还讨论了两相钨合金的形变特点和形变机制。最后采用800—1000℃真空退火处理,使变形钨合金的综合力学性能达到最佳水平。     

W-Ni-Fe两相合金的形变强化与组织结构

采用低温旋锻方式,研究了三种钨含量的W-Ni-Fe合金的形变强化过程中形变量、力学性能和显微组织之间的关系。指出:随着钨含量的增加,变形合金的强度、硬度增加;当变形量超过15%后,高钨含量合金的形变强化作用逐渐减小,此时93%W合金的室温抗拉强度和硬度值都分别提高到大约50%;合金的显微组织中钨颗粒明显沿棒料轴向拉长;解理断裂成为断口形貌的主要方式;并呈现出钨颗粒的断裂面上的滑移带。本文还讨论了两相钨合金的形变特点和形变机制。最后采用800—1000℃真空退火处理,使变形钨合金的综合力学性能达到最佳水平。     

次口经易碎脱壳穿甲弹弹芯材料技术研究

本文研究了易碎钨合金穿甲弹弹芯材料.利用五二所研究钨合金生产设备,设计16种不同钨材料和l0种工艺进行了试验研究.通过性能测试,(如动、静态压缩、拉伸、密度、硬度等)显微组织研究(如扫描俄歇、金相等),筛选出5种性能良好的易碎材料,其性能主要指标密度p＞18.50g/cm3,δbc＞1500MPa,δb=20～230MPa,压拉比6.8～86,达到了国外专利报道性能.12.7mm易碎钨制式弹、模拟弹靶试验结果表明这些易碎材料过靶后散布面积大、均匀、破片数多、破片动能大,具有良好终点威力和破碎性.利用穿甲力学分析了易碎弹芯破碎机理和破片后效力.     

压铸铜合金的钨基合金模具材料

一、前言 钨基合金(又称钨基高比重合金),具有许多优良性能,诸如比重高,强度高,吸收射线性能好,热膨胀系数小,导热性好,耐腐蚀和易切削加工等。在军工和国民经济的许多部门获得广泛的应用。如航空工业中的各种配重,陀螺仪转子,手表重锤,吸收射线的屏蔽材料,穿甲弹弹芯和压铸模等。钨合金用作压铸模具是一种好材料。     

静液挤压钨合金的显微组织与力学性能

含钨量较高的W-Ni-Fe密度高合金具有密度高、强度与韧性配合较好等特点,适合用作动能穿甲弹及防辐射屏蔽材料;而静液挤压技术在脆性材料变形强化方面具有很大的潜在优势.研究了静液挤压93W-4.9Ni-2.1Fe合金的性能与显微组织,并与传统的旋锻态93W-4.9Ni-2.1Fe合金进行了比较.结果表明,经静液挤压变形强化的高比重钨合金,硬度分布和显微组织更均匀;性能更好.     

机械合金化的氧化物弥散强化钨合金动态变形行为

穿甲弹高速撞向装甲板时，发生“自锐化”现象，此时弹头的边部剥离掉，使穿甲更有效。最近关于钨高密度合金穿甲弹的研究集中在提高“自锐化”能力上。对于贫铀合金穿甲弹来说，这一现象与绝热剪切带的形成有关。当穿甲弹以极高的应变率变形时，变形是局部的，并且由于温度的升高发生热软化使变形速率进一步增大，形成绝热剪切带。但是由于钨高密度合金的热导率极高，绝热剪切带不易形成，或形成的程度很轻。要提高钨高密度合金的自锐化能力，必须从研究合金的显微结构等因素入手，如钨颗粒的尺寸和形状；机械性能如硬度、强度、延伸率和断…     

高应变率下热挤压态细晶钨合金的动态力学性能及失效行为

采用快速热挤压技术对细晶93W-4.9Ni-2.1Fe-0.03Y%进行变形强化,研究了高应变率下挤压态细晶钨合金动态力学性能及失效行为。结果表明:在较低应变速率下的挤压态细晶钨合金的屈服强度相近,约2000 MPa;断面上的钨颗粒被严重拉长直至破碎,破碎的细小钨颗粒粘附在软化的粘结相中,随着应变率的增加钨颗粒变形更加明显;剖面观察发现:沿着断裂面的钨颗粒发生了高度的剪切变形,而内部区域则基本没有变形,表现出了剪切局域化迹象。实验结果证明了挤压态细晶钨合金在动态加载条件下的失效方式是绝热剪切失效。     

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。     

钨基高密度合金的静液挤压形变强化研究

采用静液挤压工艺对91W-Ni-Fe合金进行了静液挤压变形强化,研究了91钨合金经静液挤压变形之后其显微组织、力学性能与挤压变形量之间的关系.结果表明:钨颗粒长径比随挤压变形量的增大而增大,钨颗粒的有效连接度随挤压变形量的增大而减小;钨合金的强度随挤压变形量的增大而增加,其增加的幅度随挤压变形量的增大而减小,而延伸率和断面收缩率则随挤压变形量的增大而不断下降.     

固相再生AZ31B镁合金的组织与力学性能

在不同的挤压温度和挤压比下,将AZ31B镁合金机加屑冷压后热挤压固结而再生镁合金。与铸锭挤压合金对比,从动态再结晶组织与屑间结合情况两个主要方面分析了加工工艺对再生合金力学性能的影响。随着挤压温度升高,再生合金的极限抗拉强度和延伸率先增加而后降低。随挤压温度升高,晶粒长大与屑间结合增强的相反作用共同导致了再生合金力学性能的变化。当挤压比从4:1 增加到 44:1,晶粒细化且屑间结合增强,使再生合金的抗拉强度增加。而当挤压比高于25:1时,由于显著的形变强化作用导致延伸率下降。     

挤压态钨合金绝热剪切局域化及微裂纹萌生现象研究

研究变形量对挤压态钨合金动态力学行为的影响及钨合金绝热剪切带内的微观开裂行为。结果表明,加载方向垂直于纤维取向时,随变形量由0增加至40.8%,挤压态钨合金绝热剪切敏感性显著增大;由对钨合金绝热剪切带内微观组织的SEM观察可知,靠近绝热剪切带中心处出现在微裂纹且微裂纹萌生于W-M界面及W颗粒内部;进一步的TEM观察可知,剪切带内W-M界面处存在大量的位错塞积,W颗粒中则出现亚晶内部及沿亚晶界扩展的微裂纹     

Effect of tungsten content on microstructure and quasi-static tensile fracture characteristics of rapidly hot-extruded W-Ni-Fe alloys

Tungsten heavy alloys (WHAs) with three different compositions (90W-7Ni-3Fe, 93W-4.9Ni-2.1Fe and 95W-3.5Ni-1.5Fe, wt.%) were heavily deformed by one-pass rapid hot extrusion at 1100 °C with an extrusion speed of ~ 100 mm/s and an extrusion ratio of ~ 3.33:1. The influence of tungsten content on the microstructure and tensile fracture characteristics of the as-extruded alloys was investigated in detail. The results show that the tungsten particles in the as-extruded 95W have the largest shape factor compared to the as-extruded 90W and 93W alloys and this implies that the tungsten particles in the as-extruded 95W alloy were subjected to the heaviest plastic deformation. In addition, ultimate tensile strength (UTS) and hardness (HRC) are significantly improved after rapid hot extrusion. The as-extruded 95W alloy processes the highest strength (1455 MPa) and hardness (HRC40) but the lowest elongation (5%), followed by the as-extruded 93W (UTS1390MPa; HRC39; 7%) and 90W alloys (UTS1260MPa; HRC36; 10%). The fracture morphology shows the distinct fracture features between the as-sintered alloys and the as-extruded alloys. For the as-sintered alloys, the fracture modes are various while transgranular cleavage of tungsten particles is the main characteristic in the as-extruded alloy. Meanwhile, the fracture modes of the three as-extruded alloys vary slightly with the tungsten content. TEM bright field images indicate that many lath-like subgrains with the width of 150-500 nm are present in the three as-extruded alloys, particularly in the as-extruded 93W and 95W alloys. Furthermore, the dislocations are absent in the γ-(Ni, Fe) phase. This means that dynamic recovery-recrystallization process took place during rapid hot extrusion.     

静液挤压93W合金变形与断裂研究

对静液挤压93W合金的微观组织、力学性能、变形与断裂特征进行了分析研究。结果表明：钨合金的强度随挤压变形量的增大而增加，其增加的幅度随挤压变形量的增大而减小，而延伸率则随挤压变形量的增大而减小；变形起始于粘结相，合金的变形属于典型的双相协调变形；裂纹萌生于钨．钨界面之间；静液挤压态钨合金的拉伸断口上钨颗粒解理断裂的比例明显高于未变形态。     

退火温度对挤压态细晶钨合金性能及组织演变的影响

采用稀土微合金化和液相强化烧结技术制备细晶93W-4.9Ni-2.1Fe+0.03%Y合金。研究在快速热挤压形变强化后,时效热处理对挤压态细晶93W-4.9Ni-2.1Fe+0.03%Y合金显微硬度和组织演变的影响,并与相应条件的传统钨合金进行对比。结果表明,随着退火温度的升高,2种钨合金钨相的显微硬度大大降低。EDS分析表明,随着退火温度的升高,钨合金粘结相中钨含量逐渐增加,其中细晶钨合金经过1200 ℃退火处理后,粘结相钨含量高达26.11%,而传统钨合金在1350 ℃退火处理后含量最高,达到28.14%。显微组织观察表明,退火有利于降低W-W连接度和细化钨颗粒;与传统钨合金相比,高温退火后,细晶钨合金的粘结相体积比更高且分布更为均匀     

Microstructure and properties of hot extruded AZ31-0.25%Sb Mg-alloy

The effects of hot extrusion treatment on the microstructure and mechanical properties of AZ31-0.25%Sb Mg alloy were investigated by means of mechanical properties measurement and microstructure observation.The results show that the microstructure of AZ31-0.25%Sb Mg alloys consists ofα-Ms matrix,Mg_(17)Al_(12) and Mg_3Sb_2 phases.The ultimate tensile strength (UTS) and yield tensile strength(YTS) of the alloy are obviously enhanced by hot extrusion treatment,and the enhanced extent of UTS and YTS increas...     

热挤压形变对AZ31B镁合金TIG焊缝组织及断口形貌的影响

以AZ31B镁合金板用同质成分焊丝填充进行TIG对接焊,采用专门设计制作的陶瓷电加热装置在高温拉伸试验机上对接头进行热挤压形变初步试验.结果表明,焊接接头经350℃热挤压形变,可使原焊缝铸态枝晶组织转变为细球状组织,枝晶偏析得到明显改善;同时还可促使原组织中沿α-Mg基体晶界网状分布的β-Mg17Al12相转化成晶内呈弥散分布的二次析出相;通过细化焊缝晶粒、消除脆性β-Mg17Al12相对晶界的弱化作用,在晶内产生弥散强化效应,可使接头的抗拉强度达到母材金属的90%左右,塑性也在一定程度上得到改善.