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【6h】

W-Ni-Mn系高密度合金性能研究

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文摘

英文文摘

第一章 文献综述

前言

1.1 高密度合金的应用和发展

1.1.1 在航天航空工业中的应用和发展

1.1.2 在兵器工业中的应用和发展

1.1.3 在核工业中的应用和发展

1.2 高密度钨合金的主要强化方法

1.2.1 高密度钨合金的加工硬化

1.2.2 高密度钨合金的细晶强化

1.2.3 高密度钨合金的合金强化

1.3 穿甲弹用钨合金

1.3.1 穿甲弹用钨合金的发展

1.3.2 穿甲弹的侵彻机理

1.4 绝热剪切

1.4.1 材料本构失稳形成绝热剪切的研究

1.4.2 ASB内的组织结构特征及其演化机制的研究

1.4.3 计算机数值模拟技术在材料绝热剪切研究中的运用

1.5 W-Ni-Mn合金

1.5.1 W-Ni-Mn合金的发展

1.5.2 研制新型钨合金低温液相烧结的理论基础

1.5.3 W-Ni-Mn合金液相烧结存在的问题

1.6 本课题的选题背景与研究意义

第二章 实验

2.1 实验目的与内容

2.2 实验过程

2.2.1 实验原料

2.2.2 工艺流程

2.2.2 粉末制备

2.2.3 压制

2.2.3 预烧结和烧结

2.2.4 性能检测

第三章 工艺参数对W-Ni-Mn合金性能影响

3.1 烧结过程中H2露点的要求

3.2 工艺参数对烧结样密度的影响

3.2.1 烧结温度对相对密度的影响

3.2.2 保温时间对相对密度的影响

3.3 工艺参数对拉伸强度的影响

3.3.1 烧结温度对拉伸强度的影响

3.3.2 保温时间对拉伸强度的影响

3.4 工艺参数对W-Ni-Mn合金微观组织的影响

3.4.1 烧结温度对微观组织的影响

3.4.2 保温时间对微观组织的影响

3.4.3 钨颗粒和粘结相的分布

3.4.4 高比重合金断裂特征分析

3.4.5 不同原料粉制备的试样断口形貌

3.5 Mn含量的影响

3.5.1 Mn含量对合金密度的影响

3.5.2 Mn含量对拉伸强度的影响

3.5.3 Mn含量对微观组织的影响

3.5.4 Mn含量对拉伸断口形貌的影响

3.6 小结

第四章 热处理及旋锻对合金的性能影响

4.1 固溶淬火对W-Ni-Mn系合金力学性能的影响

4.1.1 固溶淬火态合金显微组织

4.1.2 固溶淬火态合金断口形貌

4.1.3 固溶淬火态合金力学性能

4.2 真空热处理对W-Ni-Mn系合金力学性能的影响

4.2.1 真空热处理态合金显微组织

4.2.2 真空热处理态合金断口形貌

4.2.3 真空热处理态合金的力学性能

4.3 旋锻对90W-6Ni-4Mn合金性能的影响

4.3.1 旋锻对合金密度的影响

4.3.2 旋锻对合金显微组织的影响

4.3.3 旋锻对合金断口形貌的影响

4.3.4 旋锻对合金力学性能的影响

4.4 小结

第五章 结论

参考文献

致谢

研究成果

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摘要

传统钨合金在穿透过程中容易形成蘑菇头而不能形成很好的绝热剪切带。Mn的热导率很低对绝热剪切带的形成非常有利。而且Mn的熔点低,Mn与Ni形成粘结相与Ni-Fe、Ni-Co作为粘结相相比,其液相生成温度要低300℃左右。本实验以W、Ni、Mn以及镍锰合金粉为原料,采用液相烧结法制备90W-Ni-Mn合金。主要研究了原料粉末性能、合金成分、烧结温度和保温时间、热处理以及旋锻变形对合金的力学性能影响。采用Archimede法测量样品密度;利用金相显微镜观察样品显微组织,扫描电镜(SEM)观察断口形貌,利用能谱(EDS)分析断口微区成分。
   结果表明:1)同一烧结温度和保温时间下,由镍锰合金粉制备的90W-6Ni-4Mn合金的密度和抗拉强度都要高于元素粉制备的合金。烧结温度为1280℃,保温时间为120min时,由合金粉制备的90W-6Ni-4Mn合金相对密度达到96.5%,抗拉强度达到675.5MPa。
   2)由于Mn元素易于氧化的特性,90W-Ni-Mn合金不能烧结全致密且随着Mn含量的增加,合金的相对密度和抗拉强度都逐渐降低。Mn含量为2%,烧结温度为1280℃,保温时间为120min时,合金相对密度达到97.32%,抗拉强度达到702.5MPa。
   3)合金经固溶淬火后,在钨-钨颗粒界面上出现类似于粘结相的小颗粒。其提高了界面结合强度,从而提高了合金的力学性能。真空热处理能降低合金中界面和基体相的氢含量,消除氢脆,钨颗粒和粘结相中的扩散层增厚,合金中两相的结合强度得以增强,提高了合金的抗拉强度和塑性,使90W-6Ni-4Mn延伸率达到14.8%。
   4)经过旋锻后,钨颗粒有不同程度的变形,钨颗粒强度的增加使合金的抗拉强度增加,90W-6Ni-4Mn的抗拉强度由693.38MPa提高到782.4MPa,而合金延伸率由14.8%下降到6.6%。

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