低钨含量钨合金的制备工艺研究

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1、中图分类号：TG113.1UDC分类号：546.3低钨含量钨合金的制备工艺研究作者姓名邹红学院名称材料学院指导教师王迎春答辩委员会主席马壮申请学位工学硕士学科专业材料科学与工程学位授予单位北京理工大学论文答辩日期2015年1月PreparationofLowTungstenContentHeavyAlloysCandidateName：HongZouSchoolorDepartment:MaterialsScienceandEngineeringFacultyMentor:Prof.YingchunWangChair,ThesisCommittee：Pr

2、of.DegreeApplied:MasterofEngineeringMajor：MaterialsScienceandEngineeringDegreeby:BeijingInstituteofTechnologyTheDateofDefence：Jan.2015研究成果声明本人郑重声明：所提交的学位论文是我本人在指导教师的指导下进行的研究工作获得的研究成果。尽我所知，文中除特别标注和致谢的地方外，学位论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京理工大学或其它教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的合作者对此研究工作所做

3、的任何贡献均已在学位论文中作了明确的说明并表示了谢意。特此申明。签名：日期：I北京理工大学硕士学位论文摘要本文针对高性能、强侵彻力的EFP对材料塑性的需求，研究了低钨含量（80-90wt.%）W-Ni-Cu及W-Ni-Fe系钨合金的烧结工艺对其组织和性能的影响。首先对钨含量为80-90%的钨合金进行成分及烧结工艺设计，然后采用不同烧结工艺制备钨合金，并对其进行金相组织的观察和力学性能测试，分析合金成分及制备工艺对低钨含量钨合金组织和性能的影响。烧结气氛为Ar气时，钨含量为80-88%的W-Ni-Cu系合金，致密度较低，约为84%左右；当烧结气氛为H2时，

4、孔隙率降低，致密度可达到94%以上。钨含量为80-88%的W-Ni-Cu系合金在1370℃，H2气氛下烧结，可得到球形钨颗粒分布在粘结相基体上的均匀组织，致密度达到94.8%以上。Ni:Cu=1:1时，随着钨含量增加，W-W连接度由0.24上升至0.43，粘结相数量比由0.33下降至0.25。钨含量相同时，Ni:Cu=1:1的W颗粒比3:7和7:3的颗粒更加趋于球形化，液相烧结更充分。经H2气氛、1370℃下烧结的Ni:Cu=1:1的钨含量为80-88%的W-Ni-Cu合金，在不同应变率条件下均表现出良好的压缩变形能力；准静态加载条件下，随着钨含量的增加

5、，屈服强度增加。动态加载条件下，应变率在2600-4200s-1范围内时，合金随应变率增加，屈服强度增加。随着钨含量的提高，材料的拉伸强度提高，塑性降低。经H2气氛、1370℃下烧结的Ni:Cu=1:1的钨含量为80-88%的W-Ni-Cu合金，当压缩应变率达到3200s-1以上时，合金中出现剪切形变带，形变带中的W颗粒发生剧烈的变形，应变率增加，形变带宽度增加；在加载过程中由孔洞等缺陷处萌生的裂纹一般沿着剪切带内扩展。在1430-1490℃范围内烧结时，随着烧结温度与保温时间的增加，钨含量为80-88%的W-Ni-Fe系钨合金的钨颗粒形状由不规则形状逐

6、渐球状化，钨颗粒尺寸逐渐增大。但在1490℃烧结时，烧结试样出现W颗粒偏析和形状的塌陷变形。钨含量为80-88%的W-Ni-Fe系合金在1460℃保温30min进行烧结，即可得到球形钨颗粒分布在粘结相基体上的均匀组织，致密度达到98.2%以上。随钨含量增加，W-W连接度由0.25上升至0.43，粘结相数量比由0.37下降至0.20。II北京理工大学硕士学位论文在1460℃下保温30min烧结的Ni/Fe比7:3的钨含量为80-88%的W-Ni-Fe合金表现出良好的压缩变形能力；准静态加载条件下，随着钨含量的提高，合金屈服强度增加；动态加载条件下，随着钨含

7、量的增加，压缩变形能力略有下降，压缩屈服强度增加。随着钨含量的提高，材料的拉伸强度提高，塑性降低。在1460℃下保温30min烧结的85W-10.5Ni-4.5Fe合金在压缩应变率为3500s-1时，合金中出现剪切形变带，形变带中的W颗粒发生明显变形。关键词：低钨含量钨合金；组织；烧结工艺；力学性能；EFPIII北京理工大学硕士学位论文AbstractTheeffectsofsinteringprocessesonthemicrostructureandmechanicalpropertiesoftheW-Ni-CuandW-Ni-Fetungstena

8、lloyswithlowtungstencontentof80-90wt.%we