添加鈷和錳及燒結(jié)工藝對95W合金力學(xué)性能的影響.pdf

1、高密度鎢合金是一種以鎢為基體，加入鎳、鐵、銅、鈷、錳等元素組成的合金。高密度鎢合金具有密度高、強(qiáng)度高、塑性好等優(yōu)良性能，因此具有廣泛的用途。其中，一種主要用途是用作動(dòng)能穿甲材料，替代貧鈾材料。要具備高的穿透能力，穿甲材料就必須同時(shí)具備高強(qiáng)度和高塑性。 本論文用粉末冶金方法，采用混料—冷等靜壓—?dú)錃鉄Y(jié)—真空熱處理的工藝流程，制備95W-Ni-Fe-Me(Me為Co或Mn等添加元素)樣品。在材料試驗(yàn)機(jī)上測量合金的力學(xué)性能，用金相顯

2、微鏡測定合金的晶粒平均尺寸，用SEM觀察合金的組織和斷口形貌，用EDS進(jìn)行微區(qū)成分分析，用XRD分析合金的相組成。重點(diǎn)考察了Co、Mn添加量和燒結(jié)-真空熱處理制度對95W合金材料的組織及力學(xué)性能的影響，得到了以下結(jié)果。 氫氣燒結(jié)-真空熱處理是制備高密度高塑性95W合金的理想方式。氧在95W合金中主要存在于鎢晶粒邊緣和殘留孔隙表面，氧化物聚集的地方容易形成孔洞；氧的存在影響了Fe、Ni、Co在基體相中的均勻化擴(kuò)散和燒結(jié)動(dòng)力；采用氫

3、氣燒結(jié)可以充分脫氧。真空熱處理可以有效地降低氫氣燒結(jié)后氫的殘留量，降低氫致塑性損傷作用，改善鎢基界面的元素偏聚，降低合金加工表面的殘余應(yīng)力，從而可以提高95W合金的力學(xué)性能。 添加Co可以同時(shí)提高95W-Ni-Fe三元鎢合金的強(qiáng)度和塑性。添加Mn能降低95W合金的燒結(jié)溫度，在低溫?zé)Y(jié)時(shí)就可以獲得較高的力學(xué)性能。但是，對強(qiáng)度和塑性要求都高的95W合金，需要在較高溫度燒結(jié)，此時(shí)，只能選擇添加Co，不能添加Mn，因?yàn)镸n在高溫?zé)Y(jié)時(shí)易

4、形成孔洞，從而降低鎢合金的強(qiáng)度和塑性。 隨著燒結(jié)溫度的提高，95W合金中的鎢晶粒逐步長大，基體相在W晶粒之間由局部聚集狀分布逐步過渡到網(wǎng)狀分布，W/W晶粒的接觸度降低，95W合金的強(qiáng)度和塑性都提高。 要得到高密度(18g/cm3)、高強(qiáng)度(抗拉強(qiáng)度大于980MPa)、高塑性(延伸率大于28％)的95W合金，可以采用的材質(zhì)為95W-3.15Ni-1.35Fe-0.5Co，推薦的燒結(jié)及熱處理工藝為：先在干氫-濕氫雙氣氛下燒結(jié)