【摘要】：本文針對高性能、強侵徹力的EFP對材料塑性的需求,研究了低鎢含量(80-90wt.%)W-Ni-Cu及W-Ni-Fe系鎢合金的燒結工藝對其組織和性能的影響。首先對鎢含量為80-90%的鎢合金進行成分及燒結工藝設計,然后采用不同燒結工藝制備鎢合金,并對其進行金相組織的觀察和力學性能測試,分析合金成分及制備工藝對低鎢含量鎢合金組織和性能的影響。燒結氣氛為Ar氣時,鎢含量為80-88%的W-Ni-Cu系合金,致密度較低,約為84%左右;當燒結氣氛為H2時,孔隙率降低,致密度可達到94%以上。鎢含量為80-88%的W-Ni-Cu系合金在1370℃,H2氣氛下燒結,可得到球形鎢顆粒分布在粘結相基體上的均勻組織,致密度達到94.8%以上。Ni:Cu=1:1時,隨著鎢含量增加,W-W連接度由0.24上升至0.43,粘結相數(shù)量比由0.33下降至0.25。鎢含量相同時,Ni:Cu=1:1的W顆粒比3:7和7:3的顆粒更加趨于球形化,液相燒結更充分。經H2氣氛、1370℃下燒結的Ni:Cu=1:1的鎢含量為80-88%的W-Ni-Cu合金,在不同應變率條件下均表現(xiàn)出良好的壓縮變形能力;準靜態(tài)加載條件下,隨著鎢含量的增加,屈服強度增加。動態(tài)加載條件下,應變率在2600-4200s-1范圍內時,合金隨應變率增加,屈服強度增加。隨著鎢含量的提高,材料的拉伸強度提高,塑性降低。經H2氣氛、1370℃下燒結的Ni:Cu=1:1的鎢含量為80-88%的W-Ni-Cu合金,當壓縮應變率達到3200s-1以上時,合金中出現(xiàn)剪切形變帶,形變帶中的W顆粒發(fā)生劇烈的變形,應變率增加,形變帶寬度增加;在加載過程中由孔洞等缺陷處萌生的裂紋一般沿著剪切帶內擴展。在1430-1490℃范圍內燒結時,隨著燒結溫度與保溫時間的增加,鎢含量為80-88%的W-Ni-Fe系鎢合金的鎢顆粒形狀由不規(guī)則形狀逐漸球狀化,鎢顆粒尺寸逐漸增大。但在1490℃燒結時,燒結試樣出現(xiàn)W顆粒偏析和形狀的塌陷變形。鎢含量為80-88%的W-Ni-Fe系合金在1460℃保溫30min進行燒結,即可得到球形鎢顆粒分布在粘結相基體上的均勻組織,致密度達到98.2%以上。隨鎢含量增加,W-W連接度由0.25上升至0.43,粘結相數(shù)量比由0.37下降至0.20。在1460℃下保溫30min燒結的Ni/Fe比7:3的鎢含量為80-88%的W-Ni-Fe合金表現(xiàn)出良好的壓縮變形能力;準靜態(tài)加載條件下,隨著鎢含量的提高,合金屈服強度增加;動態(tài)加載條件下,隨著鎢含量的增加,壓縮變形能力略有下降,壓縮屈服強度增加。隨著鎢含量的提高,材料的拉伸強度提高,塑性降低。在1460℃下保溫30min燒結的85W-10.5Ni-4.5Fe合金在壓縮應變率為3500s-1時,合金中出現(xiàn)剪切形變帶,形變帶中的W顆粒發(fā)生明顯變形。
[Abstract]:In this paper, the effect of sintering process of low tungsten content (80-90 wt.%) W-Ni-Cu and W-Ni-Fe system tungsten alloy on the microstructure and properties of EFP materials with high performance and strong penetration force is studied. The composition and sintering process of tungsten alloy with 80-90% tungsten content were designed, and then tungsten alloy was prepared by different sintering processes. The microstructure of tungsten alloy was observed and its mechanical properties were tested. The effect of alloy composition and preparation process on microstructure and properties of tungsten alloy with low tungsten content was analyzed. When the sintering atmosphere is ar, the density of W-Ni-Cu alloy with 80% to 88% tungsten content is lower, about 84%, and when the sintering atmosphere is H2, the porosity decreases and the density reaches more than 94%. When the W-Ni-Cu alloy with 80% tungsten content is sintered at 1370 鈩，

本文編號：2148983