添加鈷和錳及燒結工藝對95W合金力學性能的影響.pdf

1、高密度鎢合金是一種以鎢為基體，加入鎳、鐵、銅、鈷、錳等元素組成的合金。高密度鎢合金具有密度高、強度高、塑性好等優(yōu)良性能，因此具有廣泛的用途。其中，一種主要用途是用作動能穿甲材料，替代貧鈾材料。要具備高的穿透能力，穿甲材料就必須同時具備高強度和高塑性。 本論文用粉末冶金方法，采用混料—冷等靜壓—氫氣燒結—真空熱處理的工藝流程，制備95W-Ni-Fe-Me(Me為Co或Mn等添加元素)樣品。在材料試驗機上測量合金的力學性能，用金相顯

2、微鏡測定合金的晶粒平均尺寸，用SEM觀察合金的組織和斷口形貌，用EDS進行微區(qū)成分分析，用XRD分析合金的相組成。重點考察了Co、Mn添加量和燒結-真空熱處理制度對95W合金材料的組織及力學性能的影響，得到了以下結果。 氫氣燒結-真空熱處理是制備高密度高塑性95W合金的理想方式。氧在95W合金中主要存在于鎢晶粒邊緣和殘留孔隙表面，氧化物聚集的地方容易形成孔洞；氧的存在影響了Fe、Ni、Co在基體相中的均勻化擴散和燒結動力；采用氫

3、氣燒結可以充分脫氧。真空熱處理可以有效地降低氫氣燒結后氫的殘留量，降低氫致塑性損傷作用，改善鎢基界面的元素偏聚，降低合金加工表面的殘余應力，從而可以提高95W合金的力學性能。 添加Co可以同時提高95W-Ni-Fe三元鎢合金的強度和塑性。添加Mn能降低95W合金的燒結溫度，在低溫燒結時就可以獲得較高的力學性能。但是，對強度和塑性要求都高的95W合金，需要在較高溫度燒結，此時，只能選擇添加Co，不能添加Mn，因為Mn在高溫燒結時易

4、形成孔洞，從而降低鎢合金的強度和塑性。 隨著燒結溫度的提高，95W合金中的鎢晶粒逐步長大，基體相在W晶粒之間由局部聚集狀分布逐步過渡到網狀分布，W/W晶粒的接觸度降低，95W合金的強度和塑性都提高。 要得到高密度(18g/cm3)、高強度(抗拉強度大于980MPa)、高塑性(延伸率大于28％)的95W合金，可以采用的材質為95W-3.15Ni-1.35Fe-0.5Co，推薦的燒結及熱處理工藝為：先在干氫-濕氫雙氣氛下燒結