ZrO2陶瓷顆粒增強(qiáng)鎢合金的制備工藝、組織與性能.pdf

1、稀有難熔金屬鎢因其高熔點(diǎn)、高密度、蒸氣壓低以及高溫下優(yōu)良的高溫強(qiáng)度等優(yōu)點(diǎn)，廣泛用于航天、鑄造和武器等領(lǐng)域。但是，鎢也具有低溫脆性、韌脆轉(zhuǎn)變溫度較高(DBTT≥200~400℃)、再結(jié)晶溫度低以及輻照硬化和脆化等缺陷。研究表明：向鎢中加入稀土氧化物(Y2O3、La2O3、CeO2)能夠細(xì)化晶粒，提高鎢合金的韌性和強(qiáng)度。然而，國(guó)內(nèi)外對(duì)采用氧化鋯摻雜鎢合金的研究和報(bào)道較少。
　　本文以共沸蒸餾法制備超細(xì)粉體為基礎(chǔ)，結(jié)合粉末冶金法制備了氧

2、化鋯增強(qiáng)細(xì)晶鎢合金的工藝過程，利用 XRD、SEM、EDS、TEM等檢測(cè)手段對(duì)制備過程中不同階段材料組織、形貌及微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析與表征，并測(cè)試其性能。主要研究成果如下：
　　初始溶液的pH值對(duì)前驅(qū)體粉、煅燒粉和還原粉的形貌和尺寸有著顯著影響，當(dāng)pH=2時(shí)，初始溶液制得的顆粒細(xì)小，分散性較好；前驅(qū)粉體經(jīng)550℃(4 h)煅燒、750℃(2h)+900℃(4 h)還原可制得粒徑達(dá)550~700 nm的復(fù)合粉末；3％ZrO2對(duì)鎢粉顆粒

3、細(xì)化作用明顯，還原后復(fù)合粉末尺寸為0.5~1.5μm，燒結(jié)成型后鎢晶粒細(xì)化明顯，晶粒尺度達(dá)到2~6μm。
　　隨著ZrO2摻雜量的增加，鎢合金密度與顯微硬度降低，耐磨性呈先增加后降低趨勢(shì)，其中W-3.0%ZrO2鎢合金的耐磨性較純鎢提高了20%～40%；W-3%ZrO2合金的磨損類型主要以滑動(dòng)磨損為主。
　　W-3wt%YSCZ(Y2O3穩(wěn)定立方晶型ZrO2)合金的晶粒粒徑為3~6μm，并且鎢合金中的ZrO2為立方晶型，表明

4、常溫下Y2O3對(duì)ZrO2晶型起到了穩(wěn)定作用；并且W-3wt%YSCZ合金致密度達(dá)90.9%，抗壓強(qiáng)度達(dá)到1009 Mpa，耐磨性較純鎢提高了約18.7%。
　　ZrO2顆粒細(xì)化了93W-4Ni-3Fe合金晶粒，晶粒尺寸為12~16μm。鎢合金顯微組織中彌散分布著細(xì)小顆粒為 ZrO2-Y2O3顆粒，并且 ZrO2-Y2O3主要偏聚于粘結(jié)相，少量存在于鎢晶粒內(nèi)。93W-Ni-Fe-0.5%ZrO2的顯微硬度和抗壓強(qiáng)度較93W-4Ni-