钨合金(Tungsten Alloy)也可以称为高比重合金,是一类以难熔金属钨为基,并添加镍(Ni)、铜(Cu)、铁(Fe)、钴(Co)等金属元素的合金材料,是钨的一种重要的下游产品,具有强度高、硬度高、延展性佳、机加工性能好、热膨胀系数低、导热系数大、抗氧化和耐腐蚀等优点,因而广泛应用于航天、航空、航海、电子信息和医疗等领域。然而,在使用与钨合金相关的设备如军工装备中的战斗部时,钨合金需承受巨大的冲击载荷,这也就要求了所用的钨合金应具备良好的冲击韧性。
钨合金的冲击韧性(Impact toughness)是指合金材料在冲击载荷作用下吸收塑性变形功和断裂功的能力,是合金材料的一项重要的力学性能指标,可采用冲击试验机测量,主要反映材料内部的细微缺陷和抗冲击性能,通常一般由冲击韧性值(ak)和冲击功(Ak)表示,单位分别为J/cm2和J。注:冲击载荷是指以较高的速度施加到零件上的载荷。
一般来说,合金材料的韧性冲击功越大,其韧性越好,则发生脆性断裂的可能性越小。
影响钨合金冲击韧性的的因素包括材料的化学成分、内在缺陷、表面加工应力及环境温度等。研究表明,在-20℃至室温的条件下,93WNiFe合金材料的冲击韧性(82-89J/cm)基本维持不变;当环境温度低于-30℃之后,合金材料的冲击韧性开始随着温度的降低而下降。另外,氧含量降低和内部缺陷越少,则钨合金的冲击韧性越好。