W-Ni-Fe高密度合金的延伸率研究.pdf

1、采用粉末冶金液相燒結的方法制備了高密度鎢合金.研究了原料粉末性能、燒結溫度和時間、熱處理的工藝參數對高密度鎢合金的塑性的影響.另外,還通過摻入Co、La、Ce等元素來研究摻雜的影響,運用了材料拉伸試驗機、顯微硬度計、光學顯微鏡、SEM、氣相色譜儀、X-射線光電子能譜儀等儀器和設備對樣品進行了測試和分析.結果表明:原料粉末的性能、燒結溫度和時間對材料的塑性的影響主要是通過對合金的顯微組織的影響來起作用的,而熱處理和添加其他合金元素則是通過

2、改變合金材料中的界面結合狀態(tài)來影響材料的塑性的.原料粉末的粒度越細,則在燒結時有更大的驅動力,更有利于液相燒結中溶解擴散機制發(fā)揮作用及致密化.燒結樣品的顯微組織就更有利于產生塑性變形.對于90W-7Ni-3Fe合金來說,燒結溫度在1500℃,燒結時間為120min時的樣品性能最好,其中塑性的主要指標延伸率的值可達到12﹪.實驗所得出的真空熱處理溫度為1200℃,時間為120min,快冷.真空度為6.7×10<'-3>Pa.經熱處理后,樣

3、品中氫元素的總含量明顯降低,基體相與鎢顆粒之間的擴散進行的較為充分,界面結合強度增加,樣品的顯微組織也更加"圓整"化,更加有利于塑性變形,其延伸率可達20﹪以上.合金強度也顯著增加,斷口照片上顯示鎢晶粒的穿晶斷裂為主要的斷裂方式.由于Co的熔點較低,且其外層電子結構介于Fe與Ni之間,因此與Fe和Ni等合金元素都有較好的潤濕性,進一步提高了合金的基體相與鎢顆粒之間的界面結合強度.與此同時,還降低了合金的燒結溫度,實現了合金的強化燒結,加

4、強了合金中的擴散,使鎢顆粒邊緣更加光滑,更加有利于塑性變形,從而將合金的延伸率提高到30﹪以上.稀土元素對氫、氧、硫等具有很強的親合力,La和Ce加入到合金后,進一步降低了合金中氫元素的含量,減弱了氫脆的作用;另外降低了集中在基體相與鎢顆粒之間的氧含量,消除了基體相與鎢顆粒界面之間的氧化膜.從而提高了合金的強度與塑性.高密度鎢合金的顯微組織是由近球形的體心立方的鎢晶粒和包圍在其周圍的面心立方的基體相(飽含鎳鐵鎢)組成的,是典型的兩相合金