钨合金力学性能的温度响应

研究90WNiFe(90钨合金)在25～900 ℃的力学性能及断口形貌,得到了温度对90钨合金微观组织和力学性能的影响规律.研究结果表明,随着温度的升高钨合金抗拉强度逐渐下降,断口形貌由钨颗粒解理断裂和粘结相的韧性撕裂为主逐渐向钨颗粒与粘结相界面分离为主转变,钨合金的抗拉强度主要受断口断裂模式的影响;延伸率随温度的升高出现先上升后下降的变化规律,在350 ℃出现峰值,延伸率的变化是合金断口断裂模式的变化和粘结相与钨颗粒塑性变形共同作用的结果.     

钨合金力学性能及断口形貌的温度效应

研究了真空退火态93WNiFe合金在10-900℃的拉伸性能、断口形貌及显微组织,研究结果表明：随着温度的升高钨合金抗拉强度逐渐下降,延伸率先上升后下降,在400℃出现峰值,断口形貌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,钨合金抗拉强度主要受断口断裂模式的影响,而延伸率却受钨颗粒和粘结相变形的共同影响。     

SPS烧结温度对93W-4.9Ni-2.1Fe合金微观结构及性能的影响

以高能球磨法制备的93W-4.9Ni-2.1Fe复合粉末为原料,采用放电等离子烧结技术制备93W--4.9Ni-2.1Fe合金,研究了烧结温度对钨合金微观组织及性能的影响.采用扫描电镜对试样的断口进行观察,采用能量色散谱仪对合金的组元进行成分分析.结果表明:①烧结温度对合金的性能有显著的影响,在1 350℃时钨合金的抗拉强度达到一个极大值,为981 MPa,此时钨合金的相对密度和W晶粒的尺寸分别为98.9%和5μm;②当烧结温度达到1375℃时,合金中Ni元素开始挥发,随着温度的快速上升,合金中Ni元素的挥发不断加剧,当烧结温度升高至1425℃时合金中Ni元素已完全挥发;③合金的断裂方式随着烧结温度的升高发生显著的变化,当烧结温度升至1350℃时钨合金的断裂方式由W晶粒界面分离向W-W、W-黏结相界面断裂转变,而当烧结温度超过此温度时钨合金的断裂方式又转变为W晶粒的沿晶脆性断裂;④SPS快速烧结能够有效抑制W晶粒的长大,促进钨合金的细晶强化作用.     

含鎢鉻的铁基合金的氧化层的結构研究

研究了600-800℃温度范围内,钨(～6％),铬(5～10％),合金元素对α-铁抗氧化性的影响。钨提高铁的抗氧化性,铬的加入进一步提高铁的抗氧化性,且温度愈高,作用愈显著。金相、X光分析表明:钨、铬合金元素对α-铁抗氧化性的影响是由于在氧化物内层形成了含钨、含铬或含钨铬的氧化物,减慢或阻止氧化亚铁的形成。     

纳米钨合金粉末常压烧结的致密化和晶粒长大

高密度合金由于具有密度和强度高、延性好等一系列优异的性能,在军工上被用作动能穿甲弹材料.纳米材料被认为是21世纪应用前景非常广阔的新型材料,采用纳米粉末可望大大细化钨合金晶粒,显著提高合金的强度、延性和硬度等力学性能,因而是制备新型高强韧高密度钨合金的很重要的研究方向.作者采用机械合金化(MA)工艺制备了纳米钨合金复合粉末,研究了纳米钨合金粉末在常压氢气气氛中的烧结致密化和在烧结过程中的W晶粒长大行为.同时,指出了在液相烧结时存在的问题,即W晶粒加速重排、产生晶粒聚集与合并,迅速发生W晶粒长大,在较短时间内液相烧结时,W晶粒尺寸又长大到接近传统高密度合金水平.研究结果表明,MA纳米粉末促进了致密化,使致密化温度降低100～200℃;在一般固相烧结温度时可以得到晶粒粒径为3～5μm的细晶高强度合金.     

纳米W-Ni-Fe复合粉末制备技术研究现状

钨合金具有高密度、高硬度、高强度和延性好等优良综合力学性能和特性,是广泛应用于国防工业、航空航天和民用工业的军民两用合金材料。现代科技发展对钨合金性能提出了更高的要求。高密度钨合金一般经W、Ni、Fe及其它合金元素粉末的混合、压制、液相烧结,以及后处理等工艺制备而成。然而,要获得高性能钨合金,细晶、超细晶或纳米晶W-Ni-Fe复合粉末的制备是重要前提。本文从技术角度总结和分析现有的纳米W-Ni-Fe复合粉末的制备方法,对其优点及不足进行了介绍。     

高性能钨合金制备技术研究现状

综述了钨合金中添加物种类、粉末制备、粉末压制、粉末烧结等工艺以及钨合金的热处理和形变强化后处理工艺。着重介绍了W-Ni-Fe合金中元素的添加原则及各元素的作用，水热法在制备钨合金纳米粉末中的应用及热等静压法在粉末压制中的优势等，并对钨合金的循环热处理及热挤压形变强化工艺进行了重点阐述。指出大尺寸钨合金的强化、多种化合物的同步液相掺杂、钨合金近净成形以及钨晶须增强的非晶态复合等钨合金制备工艺的发展方向。     

大型银-钨、铜-钨电触头的研制

银-钨、铜-钨合金是一种具有一定导电能力,导热能力同时又具有抗电弧,耐磨损,耐高压的材料。银-钨合金常用作高负荷电开关的触头,如接触压力较大,容量较大的磁力起动器、转换开关,空气断路开关等。铜-钨合金特别适用于高压油开关和电镦抗触头。Cu-W80,又是一种优良的电火花加工电机材料。     

稀土钨合金相关专利分析

应用专利分析方法对20年来稀土钨合金相关专利数据进行了统计分析。结果表明:1986-2017年11月8日稀土钨合金相关专利在中国的申请量为85项,有效专利38项,占相关专利总数的44.71%;在审专利12项,占相关专利总数的14.12%;失效专利35,占相关专利总数的41.18%。失效专利中有2项是因专利期限满而终止权利。稀土钨合金相关专利主要为铈钨合金,尤其是铈钨合金作为电极的应用,铈钨相关专利42项。近年来镧钨合金和复合稀土合金的研究越来越受到关注,镧钨相关专利15项,复合稀土钨合金相关专利9项。钇钨合金相关专利8项,镝钨合金相关专利5项,镱钨合金相关专利4项。     

纳米多晶镍钨合金力学性能的分子动力学研究

为了研究钨原子分数与平均晶粒尺寸对镍钨合金纳米多晶力学性能的影响，本文运用分子动力学方法在10 K与300 K时对镍钨合金纳米多晶模型进行拉伸与剪切模拟，计算分析了不同钨原子分数(0%、5%、10%、15%、20%)的镍钨合金的抗拉强度、延伸率与抗剪切性能等力学性能，进一步研究了不同晶粒尺寸(2.4 nm、1.9 nm、1.5 nm)对镍钨合金多晶力学性能的影响。结果表明，当镍钨合金纳米多晶中钨原子分数为0%时，在10 K或者300 K时，平均晶粒尺寸小的镍钨合金纳米多晶抗拉强度大，但是抗剪切强度反而小；当镍钨合金纳米多晶中钨原子分数在0%～20%之间时，随着钨元素含量的增加，抗拉强度与抗剪强度也逐渐增大；当镍钨合金纳米多晶中钨原子分数在0%～15%之间时，温度为10 K或者300 K时，平均晶粒尺寸为1.5 nm的镍钨合金纳米多晶的延伸率大于平均晶粒尺寸为1.9 nm或者2.4 nm的镍钨合金纳米多晶的延伸率。     

钨合金易碎动能穿甲弹穿甲有限元模拟与分析

研究具有不同力学特性的材料作为钨合金易碎动能穿甲弹的侵彻和破碎性能.在建立钨合金易碎动能穿甲弹有限元分析模型的基础上,运用大型动态非线性有限元分析软件MSC-Dytran模拟具有不同拉-压强度比的钨合金穿甲弹在穿透靶板时的侵彻和破碎过程.仿真结果表明,弹体的破碎及毁伤性能随其材料拉伸强度的降低而提高;弹体材料拉伸强度的提高有助于侵彻的进行.数值模拟和结果分析有助于为易碎钨合金动能穿甲弹的研制提供一定的理论参考依据.     

钨合金精密磨削砂轮磨损及对表面质量的影响机制

为了满足钨合金零件的高精度和高完整性表面加工需求,实现钨合金磨削质量的控制和加工工艺的优化,通过分析砂轮磨粒种类和结合剂类型对砂轮磨损形式的关系,明确了超硬磨料砂轮在钨合金磨削加工中的优势.研究了磨粒粒度和磨削参数对钨合金磨削加工质量的影响规律,为制定合理的磨削工艺提供依据.通过磨削试验获得钨合金高精度和高完整性表面磨削加工工艺.研究结果表明,钨合金磨削过程中砂轮易磨损,超硬磨料砂轮更适合钨合金的磨削加工.金属结合剂金刚石砂轮在钨合金磨削加工的表面质量和加工精度方面表现出优越性.通过改进磨削参数,钨合金精密磨削后表面粗糙度可达18.9 nm,实现了镜面磨削效果.     

稀土元素La,Ce对93WNiFe合金力学性能的影响

通过粉末冶金方法制备了添加稀土元素La,Ce的93W-4.9Ni-2.1Fe合金,研究了稀土元素对高密度93钨合金静、动态力学性能的影响. 结果表明,添加少量的稀土元素La,Ce可以显著提高93钨合金的力学性能. La,Ce的加入使合金断口上钨-钨界面分离和钨-粘结相界面开裂的比例减少,钨颗粒解理断裂和基体相韧性撕裂的比例增加. 稀土元素La,Ce改变了氧和硫在合金中的存在与分布状态,减小了其在钨-粘结相界面的偏聚,从而改善了合金的力学性能.     

纳米W-Cu合金热压收缩动力学曲线特征

采用纳米W-Cu合金粉进行热压烧结,研究热压压力、热压气氛、钨粉粒度对热压烧结收缩动力学曲线的影响,观察和测定合金中钨晶粒的长大,测定部分力学性能.实验结果表明,采用纳米W-Cu合金粉在H2中热压烧结的方法可以在较高压力、很低的烧结温度下制成钨晶粒的超细晶粒W-Cu合金,其相对密度可达98.8%,高温500℃的力学性能远远超过常规W-Cu合金.     

离子束轰击钨合金表面碳膜的AES和XPS分析

钨合金是一种重要的合金材料 ,由于它具有密度大、强度高及足够的韧性 ,因此 ,在医疗器械、军工装备等一些特殊使用的器件上有着重要的用途 [1 ,2 ] .但在实际使用中发现 ,其表面硬度及其耐磨性能尚有不足之处 [3] ,为此我们采用离子束表面强化技术 [4～ 6]以改善其表面性能 .具体做法是 :先在钨合金表面利用磁控溅射技术沉积碳膜 ,再用单一的或混合的离子束进行轰击 ,之后通过使用俄歇电子能谱 ( AES)及 X射线光电子能谱 ( XPS)对其表面进行分析研究 .实验结果表明 ,单独使用氮离子轰击可在钨合金表面形成碳化物 ,有利于提高钨合金的表…     

硬质合金热处理和钴粘结相的转变温度

本工作证实WC-Co系硬质合金通过热处理可以提高其抗弯强度。所增加的抗弯强度决定于合金中钴的含量,钴含量越高的合金,其抗弯强度的增加重也就越多。主要是由于淬火热处理抑制了高温稳定的面心立方钴相转变成密排六方钴相。 本实验还采用差热分析仪测定了WC—Co系合金在加热过程中,密排六方钴相转变成面心立方钴相的相变温度。发现其相变温度随合金中钴含量的增加而升高,如YG8是742℃,YG15是770℃,YG20是821℃,这是由于高钴合金的粘结相在升温过程中有较高的钨含量。 本实验中还发现,烧结后低钴硬质合金要高于高钴硬质合金的粘结相中的钨含量,因为低钴硬质合金的烧结温度通常是高于高钴硬质合金,一般说来烧结温度越高,则粘结相中的钨含量也就越高,但当烧结态硬质合金再一次加热时,其钴结相中的钨含量要增加。所以淬火后高钴硬质合金的粘结相中的钨含量甚至比低钴硬质合金的粘结相中的还要高,这就是为什么钴粘结相由密度六方转变成面心立方的温度随硬质合金中钴含量的增加而提高。     

不同加载应变率下钨合金变形及破坏机理研究

采用准静态压缩、霍普金森动态压缩以及爆炸加载3种不同加载方式,研究了钨质量分数为97.5%的高钨合金在不同加载应变率条件下的变形以及破坏机理.试验结果表明:钨合金在应变率为10-4s-1准静态加载条件下,大量钨颗粒在与轴向呈45°方向发生拉伸塑性变形并在径向发生解理断裂;在应变率为103s-1量级的动态压缩条件下,钨合金在与加载应力呈45°方向发生了局部剪切,径向外表面发生钨-钨断裂以及钨颗粒解理断裂;爆炸加载应变率达到105～106s-1的条件下,钨合金内部产生大量钨颗粒碎块,且在个别钨颗粒内产生条状花样,同时钨颗粒内部产生大量形变孪晶作为裂纹萌生源,增加了钨合金内钨颗粒解理断裂.钨合金在高应变率加载条件下为纯脆性断裂.     

关于柠檬酸电解液电镀镍钨合金的组成及镀层表面特性

研究柠檬酸电解液电镀镍钨合金的实际目的是电镀条件及镀层合金的总量和比率。所得结论如下:1.在含有硫酸镍,钨酸钠和柠檬酸的电解液中,合金的组成在比较广的范围内保持不变,镀层也保持一定,钨含量在30—40%时得到良好的镀层。2.一个优良镀层也可由柠檬酸铵作络合剂的条件下获得,然而在这种情况下槽液需用氢氧化钠调整 PH 值为9.0左右。3.添加微量的硫酸肼作还原剂,对于沉积效率的提高是有效的。4.镍钨合金镀层的硬度可达雅氏硬度500°～600°,在真空炉中加热到500～600℃时它的     

钨含量和颗粒形状对钨合金力学性能的影响

采用MTS810材料疲劳实验系统,开展了不同粒径91钨合金材料的准静态单轴拉伸实验研究,获得了材料的应力应变曲线和静态力学性能参数。在此基础上,建立了能够反映钨合金材料宏微观特征的计算模型,数值计算了不同颗粒形状、不同钨含量合金材料在准静态拉伸载荷作用下的力学性能。得到了其整体的应力应变曲线以及钨合金屈服强度与钨合金微观参量之间的关系。并分析了钨合金材料的内部应力和应变场。结果表明:计算结果和实验结果吻合较好,随着钨含量的增加,钨合金的屈服强度增加,但其延伸率均降低;随着长径比的增加,钨合金的屈服强度有所增加,且随着长径比的增加,屈服强度的增加变得缓慢。为进一步钨合金材料性能的研究提供了重要的指导作用。     

钨合金变形微观力学行为的计算机数值模拟

提出了钨合金的组织结构模型，在此基础上通过有限元法对钨合金闰伸变形时组织结构中的应力分布及其变化规律进行了计算机数值模拟研究，结果表明：钨合金拉伸变形时拉伸方向最大正应力和最大Ｍｉｓｅｓ应力区域在钨颗粒相中，同时钨颗业还将受到垂直于拉伸方向的压应力；最大剪切应力分布在粘结相中，随拉伸变形增加，粘结相最先进人塑性状态，由于粘结相的塑性变形、钨合金中应力不断重组，应力逐渐在钨颗粒中集中。