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1、中圖分類號IQ!塹UDC31碩士學(xué)位論文學(xué)校代碼!Q墨三蘭密級公玨高密度90WNiMn合金的制備及性能研究Fabrication&performancestudyofhighdensity90WNi—Mnalloys作者姓名:學(xué)科專業(yè):研究方向:學(xué)院(系、所):指導(dǎo)教師:劉慧遠(yuǎn)材料學(xué)材料科學(xué)粉末冶金研究院曹順華教授答辯委員會主始/中南大學(xué)二O一三年五月高密度90WNi—Mn合金的制備及性能研究摘要:WNi—Mn合金是替代貧鈾作為穿甲彈芯
2、的理想材料之一,但采用傳統(tǒng)工藝難以獲得高致密度的WNiMn合金,而影響了其在穿甲彈上的應(yīng)用。本文通過研究傳統(tǒng)氫氣燒結(jié)制備90WNiMn合金中存在的問題,對現(xiàn)有的制備工藝進行改進,在此基礎(chǔ)上提出了“真空氬氣“燒結(jié)制備高密度WNiMn的方法,并成功制備出全致密的90WNiMn合金。本研究采用Archimede法測量樣品密度;利用金相顯微鏡觀察樣品顯微組織,掃描電鏡(SEM)觀察斷口形貌,利用能譜(EDS)分析斷121微區(qū)成分。獲得以下主要結(jié)
3、果:1)由傳統(tǒng)燒結(jié)方式制備獲得的90WNi—Mn合金整體密度和拉伸強度較低,主要是由于在燒結(jié)過程中形成高熔點且難還原的MnO,阻礙合金致密化,此現(xiàn)象隨Mn含量的增加而越發(fā)嚴(yán)重。通過對原料粉末氧含量的控制和燒結(jié)環(huán)境的改善可以提高90WNiMn合金的燒結(jié)密度,但提升的幅度不大。2)本研究采用的燒結(jié)方式可制備獲得相對密度大于99%的90WNiMn合金。得益于細(xì)小的晶粒和較高的相對密度,不同鎳錳比的90WNi—Mn合金力學(xué)性能均十分出色。此外,
4、隨著錳含量的增加,鎢在粘結(jié)相中的溶解度不斷降低,鎢晶粒的尺寸變得更加細(xì)小。3)90W4Ni一6Mn合金在11001200℃范圍內(nèi)燒結(jié)后,合金的相對密度可達995%,平均晶粒尺寸可控制在101am左右,遠(yuǎn)低于WFeNi合金20501ma的晶粒尺寸。4)保溫時間對90W4Ni一6Mn合金的密度有著重要的影響。保溫時間過短,鎢顆粒重排不能充分進行;保溫時間過長,殘余孔隙長大。在1150℃燒結(jié)條件下,最適宜的保溫時間為6090min。5)對于9
5、0W4Ni一6Mn合金,固溶淬火使粘結(jié)相生成強韌Y相,強化粘結(jié)相與鎢顆粒界面,提升合金的綜合力學(xué)性能。而退火過程中,1,相部分轉(zhuǎn)化硬脆相,降低合金性能。6)通過1150℃燒結(jié)60min、975℃淬火獲得的90W4Ni一6Mn合金,其拉伸強度為1030MPa,延伸率達到25%,足以媲美WNiFe合金,但90W4Ni一6Mn合金的燒結(jié)溫度要低250℃以上。圖35幅,表13個,參考文獻70篇。關(guān)鍵詞:WNi—Mn合金;致密化;微觀結(jié)構(gòu);力學(xué)性
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