钨合金塑性的影响因素

钨合金塑性是指物体受超过其弹性限度的力作用,呈现连续且永久变形的性质,是指材料忍受塑形变性而不破断的能力,通常用万能拉伸强度试验机来测量。

钨合金的塑性指标可用延伸率和断面收缩率来表示,而且它并不是恒定不变的,受诸多因素影响,即影响因素包括材料成分、原料配比、显微结构、工艺参数、后处理和工作环境等。一般来说,延伸率越大或断面收缩率越高,合金材料的塑性越好;反之,延伸率越小或断面收缩率越低,合金材料的塑性越差。

一、材料成分方面

钨基合金的成分包括硬质相钨,粘结相镍、铁或铜等。当粘结相不同时,钨基合金的塑性指标也不一样。研究表明,90W7Ni3Fe的延伸率为18%-29%(AMS-T-21014),90W6Ni4Cu的延伸率约为6%(Mil-T-21014)。

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钨合金图片

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二、原料配比方面

当材料成分和用途相同,及原料配比在一定范围内时,粘结相含量越大或钨含量越少,钨合金的塑性越好;反之,粘结相含量越少或钨含量越高,钨合金的塑性越差。研究表明,90W7Ni3Fe的延伸率约为10%,92.5W5.25Ni2.25Fe的约为7%,97W2.1Ni0.9Fe的约为5%(上述数据为Mil-T-21014)。

90W7Ni3Fe的延伸率为18%-29%,91W6Ni3Fe的为17%-27%,92W5Ni3Fe的为16%-26%,93W4Ni3Fe的为16%-24%,95W3Ni2Fe的为10%-22%,96W3Ni1Fe的为8%-20%,97W2Ni1Fe的为6%-13%(上述数据为AMS-T-21014)。

三、显微结构

在材料成分及其他因素都相同的情况下,钨颗粒越细小,粒度分布越均匀,及粘结相分布越均匀,钨基合金的塑性越好。

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四、工艺参数

钨合金的生产工艺主要包括粉末冶金法和注射成形技术。其中,粉末冶金法的流程为:混料→压制→预烧→液相烧结→热处理→毛坯切削加工→冷加工→实效→最后切削加工→成品。注射成形技术的流程为:混喂料→制粒→注射→脱脂预烧→烧结→热处理→成品。

然而,不论是粉末冶金法还是注射成形技术,烧结温度都对钨合金的塑性影响很大。一般而言,钨合金的塑性随烧结温度的升高先上升后下降。

五、后处理

经过后处理的钨合金的塑性能得到显著提升。后处理主要包括热处理和形变强化。其中,热处理方式主要包括固溶淬火处理、真空或惰性气氛脱氢处理、循环热处理等;形变强化主要有锻造、静液挤压、热挤压、热轧或热挤压(轧)与锻造复合变形工艺。

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