W-Ni-Fe系高密度合金力学性能的研究

摘要

钨基高密度合金因具有高密度和优异的力学性能而得到了广泛的应用.本文采用光学显微镜、扫描电镜、X-ray衍射、室温拉伸和室温冲击等手段,系统地研究了合金成分、烧结方式、热处理对钨基高密度合金力学性能的影响.试验结果表明,氢气烧结态合金的拉伸强度随着W含量由90﹪(质量百分比,下同)增加到95﹪时有所提高,而当W含量进一步提高时,合金的拉伸强度略有降低.伸长率和冲击韧度随着W含量由90﹪增至97﹪时逐步减小.添加Re对钨基高密度合金力学性能有显著的影响,当Re含量为0.5﹪时,合金的伸长率和冲击韧度略有降低,但抗拉强度有较大幅度的提高,Re含量继续增加时,尽管合金的强度有所提高,但合金的伸长率和冲击韧度降低幅度较大.真空烧结不仅能避免氢气烧结时所引起的氢脆现象,而且可以改善液相对固相的润湿性,因此真空烧结态合金的力学性能高于氢气烧结态合金;真空/压力烧结能较大幅度地改善合金的力学性能,这主要是因为真空/压力烧结不仅能避免氢气烧结时所引起的氢脆现象,而且能有效地减少和消除合金中的孔隙.钨基高密度合金热处理实验证实,真空退火、固溶淬火对钨基高密度合金力学性能有显著的影响.真空退火能有效地提高合金的力学性能,这是由于真空退火能减少氢气烧结态合金中的氢脆,并且使镍和铁在钨中的扩散层增厚,界面结合力提高;合金经固溶淬火后在钨-钨界面出现一种类似于基体相的韧性相,从而提高了界面结合强度,合金力学性能显著提高:经固溶淬火后,Ni/Fe比为7/3和9/1的合金其拉伸强度和冲击韧度同时得到提高,且Ni/Fe比为9/1的合金较Ni/Fe比为7/3的合金性能提高更为显著,这是由于抑制了β相(WNi<,4>)在钨颗粒与粘结相的界面上及粘结相中析出.

目录

文摘

英文文摘

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第一章绪论

1.1钨基高密度合金的应用背景

1.1.1在航空航天工业中的应用

1.1.2在兵器工业中的应用

1.1.3在民用工业中的应用

1.2钨基高密度合金的研究现状

1.2.1钨基高密度合金的基本特性

1.2.2合金成分对钨基高密度合金力学性能的影响

1.2.3制备工艺的研究

1.2.4机理方面的研究

1.3研究目的和意义

1.4研究内容

第二章实验方法

2.1合金原料

2.2实验工艺流程

2.3钨基高密度合金的制备

2.4性能检测

2.4.1密度检测

2.4.2抗拉强度检测

2.4.3伸长率检测

2.4.4冲击韧度检测

2.5合金X-ray物相分析

2.6显微组织及断口观察

2.6.1金相显微组织观察

2.6.2扫描电镜观察

第三章合金成分对W-Ni-Fe系合金力学性能的影响

3.1W含量对W-Ni-Fe系合金力学性能的影响

3.1.1实验方案

3.1.2结果与讨论

3.2添加Re对W-Ni-Fe系合金力学性能的影响

3.2.1实验方案

3.2.2结果与讨论

3.3小结

第四章烧结方式对W-Ni-Fe系合金力学性能的影响

4.1前言

4.2实验方案

4.3实验结果

4.3.1合金相对密度

4.3.2合金显微组织及断口形貌

4.3.3合金力学性能检测结果

4.4讨论与分析

4.4.1真空烧结对合金力学性能的影响

4.4.2真空/压力烧结对合金力学性能的影响

4.5小结

第五章热处理对W-Ni-Fe系合金力学性能的影响

5.1真空退火对W-Ni-Fe系合金力学性能的影响

5.1.1实验方案

5.1.2实验结果

5.1.3分析与讨论

5.2固溶淬火对W-Ni-Fe系合金力学性能的影响

5.2.1实验方案

5.2.2实验结果

5.2.3分析与讨论

5.3小结

第六章结论

参考文献

致谢

附录：攻读学位期间主要的研究成果