梯度結構鎢基重合金制備及性能的研究.pdf

1、鎢基重合金(WHAs)由于其具有良好的綜合力學性能以及環(huán)境友好的特點，是作為穿甲彈彈芯材料的理想選擇。然而傳統(tǒng)均質(zhì)鎢合金的穿甲效果并不理想，受到梯度硬質(zhì)合金的啟發(fā)，本研究將鎢合金材料設計成梯度結構以期提高其穿透能力。
　　本文通過液相燒結制備梯度結構90W-Ni-Fe合金，研究了合金中的顯微組織、合金元素含量、粘結相體積分數(shù)等在鎢合金中分布狀態(tài)，還研究了燒結態(tài)及旋鍛后含Mo梯度鎢合金的力學性能。同時，初步研究了其他合金元素對90W

2、-Ni-Fe合金梯度結構形成的影響。本研究利用金相顯微鏡觀察樣品顯微組織，利用掃描電鏡觀察斷口形貌及其自帶的能譜儀分析微區(qū)成分含量，納米壓痕儀測量粘結相的顯微硬度。獲得以下主要結果:
　　1)鎢合金經(jīng)滲Mo處理可以使得鎢顆粒顯微組織具有梯度結構，而且鎢顆粒尺寸較均質(zhì)鎢合金小。當燒結時間為2h時，梯度結構較為明顯。燒結時間過短或者過長均不能很好地形成梯度結構。而經(jīng)5％旋鍛處理后表層區(qū)域的鎢顆粒橢球形化，而芯部的鎢顆粒形狀變化不明顯。

3、
　　2)梯度鎢合金中不同區(qū)域的Mo含量和粘結相體積分數(shù)也均呈梯度分布，主要是由Mo在合金中擴散引起表面張力變化引起的。同時，梯度鎢合金中粘結相的顯微硬度梯度分布，經(jīng)5％旋鍛處理后的鎢合金的硬度有所提高。Mo原子在鎢合金中的擴散有三種不同方式，包括Mo原子在液相中的擴散、隨液相遷移反向擴散以及在鎢顆粒中的固溶。
　　3)經(jīng)滲Mo處理的梯度鎢合金相較于均質(zhì)鎢合金具有較高的拉伸強度和延伸率，其斷裂方式主要表現(xiàn)為鎢顆粒的解理斷裂和

4、粘結相的韌性撕裂撕裂。經(jīng)旋鍛后，鎢合金拉伸強度均較未旋鍛鎢合金高，而延伸率下降較為明顯。
　　4) Mn、Re等合金元素不易在鎢合金中形成梯度結構，而Ti、Cr等能在鎢合金中能夠形成梯度結構。Mn會抑制鎢顆粒的溶解-析出過程，從而阻礙鎢顆粒的長大，細化鎢顆粒。Re在合金中易均勻化，但“Re效應”使得鎢的再結晶溫度升高，從而提高鎢合金的塑性和強度。Ti在氫氣中燒結易發(fā)生吸放氫反應使鎢合金中出現(xiàn)較多孔洞，導致性能下降。含Cr鎢合金雖能