注射成形钨合金弹芯材料的性能与组织特征

研究开发低成本钨合金的近净成形技术是钨合金的一个重要发展方向。针对直径较大(Φ20～25mm)的钨棒弹芯和钨环散弹弹芯材料的注射成形,对粘结剂进行一系列的改进。采用一种粘度适中、流动性好、流变稳定性好的油+少量蜡组成的新型半固态塑料体系粘结剂,和多组元低分子混合溶剂快速脱除注射坯中60％以上的粘结剂,再采用热脱脂脱除其余的粘结剂,然后烧结,制备了性能很高的钨环和钨棒弹芯材料。研究了弹芯材料的性能和组织特征。结果表明,由弹芯加工成的冲击试样断口和拉伸试样断口形貌呈显著的钨晶粒穿晶解理断裂。采用注射成形工艺可以得到具有较高综合力学性能的钨合金弹芯。对于大截面的钨棒弹芯,弹芯材料的拉伸性能、延伸率和冲击性能分别达到σ_b=965MPa,δ=23％,A_k=54.4J/cm~2。     

钨合金的静液挤压变形强化

本文首先对静液挤压钨合金的微观组织及力学性能进行了测试,然后通过定量金相实验对不同静液挤压变形量钨合金中钨颗粒的连接度进行了测试,得到了不同方向上钨颗粒有效连接度随挤压变形量的变化规律,指出在轴向上钨颗粒被拉长和钨颗粒有效连接度的减小是钨合金通过静液挤压工艺得以强化的主要因素.     

不同弹芯材料侵彻钢装甲对靶板硬度的影响

对钨丝增强非晶复合材料和93钨合金进行模拟靶试对比试验,通过对弹坑头部附近靶板进行微观组织观察和显微硬度测试,研究高速侵彻后不同弹芯材料对靶板组织和性能的影响。结果表明:两种弹芯材料高速侵彻后的钢靶板,弹坑附近的靶板硬度都较侵彻前的原始靶板有很大提高,且非晶复合材料弹芯侵彻形成的弹坑附近高硬度层更宽,其宽度是93钨合金弹芯侵彻形成的高硬度层的2.5倍左右;弹坑附近组织存在很大差异,钨合金弹芯的弹坑附近是形变织构组织,而复合材料弹芯靠近弹坑处的靶板发生了马氏体转变。     

穿甲弹弹芯材料的发展趋势研究

穿甲弹的弹芯是穿甲弹的主体,弹芯材料的性能直接决定穿甲弹的侵彻性能。对穿甲弹及其弹芯材料的研究现状和发展趋势进行了详尽的分析,阐述了贫铀合金、钨合金和复合材料的侵彻性能差别;提出了开发具有绝热剪切敏感性和"自锐"效应的新型材料,穿甲威力提高到贫铀合金的侵彻水平是穿甲弹弹芯材料研究的主攻方向。     

穿甲弹用单晶钨棒

美国专利US200572498中公布了一种用于制造穿甲弹弹芯的高密度单晶钨棒的制备工艺。该钨棒的主要成分是钨或者含有钽、铼、铌或钼的钨合金，钨合金中的钨含量不低于90％（质量分数）。使用沿轴向排列的【100】晶向单晶制造的弹芯用圆柱状棒材的直径超过3mm．长径比不低于10.在1600-2200℃下以低压氯气气化的粒状多晶钨为原料，采用化学气相沉积方法在加热的体心立方晶格金属丝基底上制造弹芯棒坯。     

预扭转钨合金杆弹侵彻能力的实验研究

对预扭转和未扭转钨合金杆弹进行了侵彻实验，实验结果指出钨合金杆弹经预扭转之后侵彻能力有一定的提高．分析了在冲击过程中钨合金晶粒变形过程，发现预扭转后钨晶粒沿最大剪应力方向排列，因此有利于绝热剪切变形的发生，绝热剪切带使得弹头在侵彻过程中不断自锐，从而提高了预扭钨合金杆弹的侵彻能力．     

高密度非晶金属基复合材料穿甲威力研究

利用ANSYS和靶试研究高密度非晶金属基复合材料和93钨合金弹芯穿甲威力。结果表明:在弹芯着靶速度为(1 400±20)m/s时,非晶金属基复合材料弹芯平均穿深为69.7 mm,单位穿深所需平均动能为625.3 J/mm,分别较93钨合金弹芯高20%和低17%;高密度非晶金属基复合材料具有更高的穿甲威力归功于材料更高的动态压缩强度和穿甲过程中的自锐行为。     

国外钨合金弹芯的研究和发展

美国在60年代已经开始研究钨、铀合金的某些特殊性能。美国弹道实验室的专家们通过许多试验和研究认识到了这类重合金在弹药制造中应用的重要意义和潜力,他们认为利用钨或铀合金制造动能穿甲弹芯,可极大地提高穿甲弹的杀伤威力。本文将介绍几种钨合金弹芯的研制和加工方法。     

钨合金穿甲弹芯的无損檢验

在1977年9月召开的美国国防技术粉末冶金会议上,美国陆军弹道研究所发表了“动能穿甲弹钨合金弹芯的冶金分析和无损检验”的论文。该所在研究钨合金弹芯(含钨90％、镍7％和铁3％,是粉末冶金、热处理、机加、并以12％减缩比型锻制成的杆件,直径为23.7毫米,长431.8毫米)的过程中,发现用这种     

美研制90毫米尾翼稳定脱壳穿甲弹

美研制一种FPI90型90毫米尾翼稳定脱壳穿甲弹。该穿甲弹使用与105和120毫米穿甲弹(M774、XM883和XM829)一样的技术。它有一个整体式长杆弹芯和一个铝制鞍形弹托。作为出口产品,弹芯采用普通的钨合金(钨、镍、     

热挤压钨合金动态力学性能及破坏规律研究

采用热挤压工艺对94.9W-3.4Ni-1.6Fe-0.1Co合金进行形变强化,沿与挤压棒材轴向呈0、45、90°夹角方向取试样进行动态压缩性能试验,对试验后的试样进行微观分析,测试挤压后钨合金的显微硬度。试验结果表明:热挤压钨合金具有纤维状的微观组织特征,屈服强度和塑性呈现明显的各向异性,挤压过程中粘结相的强化效果较钨颗粒明显;热挤压钨合金的绝热剪切敏感性呈现各向异性,垂直于纤维组织方向绝热剪切敏感性最高,平行于纤维组织方向绝热剪切敏感性较低;挤压后钨合金裂纹易于在钨颗粒内部萌生和扩展。     

再论冷锻工艺知识结构体系

在分析冷锻加工技术发展过程、最新动向及其加工工序分类研究进展的基础上,从冷锻变形中变形区及变形特点角度,提出冷锻加工基本工序分为单一变形工序和复合变形工序两大类11组,即单一变形工序分为镦锻、型锻、挤压、模锻、压印、整径和变薄7组,复合变形工序分为复合挤压、其它二合一工序、三合一工序、四合一以上工序4组的分类理念,从而,对冷锻工艺构成提供了一种更为完整的工艺知识结构体系。     

用纳米压痕测定钨合金材料的微观本构关系

钨合金微观特性与宏观性能的差别一直是研究的焦点,为了弄清钨合金微、宏观的关系,通过纳米压痕实验测出材料的微观硬度与模量,再根据宏观实验的结果推算出材料的微观本构关系,以此代入计算模拟纳米压痕实验,以验证本构关系的正确性。通过计算与实验结果的比较,证明了微观本构关系的正确性。     

预扭转钨合金动能弹提高穿甲侵彻威力机理分析

在力学性能和细观结构分析的基础上，提出了预扭转和未扭转钨合金材料在冲击条件下的变形和破坏机理。机理分析表明，预扭转后的钨合金弹体在同靶撞击过程中很容易形成由于绝热剪切失稳引起的破坏，从而使得弹体头部形成的“蘑菇头”面积小，弹体运动阻力小，因而具有更强的威力。并且存在一最佳扭转角，此时弹体具有最强的穿甲威力。穿甲实验结果证明了这一机理分析的正确性。     

静液挤压W6Mo5Cr4V2高速钢的工艺研究

采用静液挤压工艺对W6Mo5Cr4V2高速钢进行静液挤压变形强化,研究W6Mo5Cr4V2高速钢经静液挤压变形后力学性能与变形量的关系,及变形量、模角等工艺参数对静液挤压过程的影响,确定静液挤压W6Mo5Cr4V2高速钢的最佳工艺。     

新型稀土6063铝材热加工性能研究

采用高温拉伸、高温压缩试验方法,对新型稀土6063铝合金半连续铸造锭坯材进行热变形加工性能研究。通过拉伸变形抗力、伸长率、压缩变形量、冲击速度的测量比较,以及两类试验试样的形貌、形态观察对比,确定新型稀土6063铝合金半连续铸造锭坯材最佳热挤压加工温度区间为450~480℃;实施大变形、高速挤压与在线连续淬火工艺,最佳热挤压温度区间应控制在430~480℃。     

镁合金往复挤压过程的有限元模拟

运用刚粘塑性有限元法对AZ31镁合金3道次往复挤压过程进行热力耦合数值模拟,模拟分析往复挤压过程的变形规律。结果表明:往复挤压过程中,大变形区主要集中在从动冲头一侧的紧缩区中贴近凹模内壁的区域以及细颈区中贴近凹模内壁的区域;随着挤压道次的增加,变形体的累积应变明显增大;细颈区中贴近凹模内壁处以及细颈区与主动冲头一侧紧缩区的交界处应力较大;温度场分布以细颈区为中心,从高到低在变形体形成温度梯度。     

高比重钨合金的静液挤压强化

对高比重钨合金经静液挤压变形强化后的力学性能、微观组织及断口形貌进行了分析和研究 ,并对静液挤压这种加工工艺对钨合金材料的变形强化机理进行了初步探讨。     

热力耦合数值模拟往复挤压AZ31成形过程

采用刚-粘塑性有限元法对AZ31镁合金往复挤压变形过程进行热力耦合(温度与位移相互作用)数值模拟,分析2道次往复挤压过程中等效应变速率场、等效应变场、等效应力场以及温度场的分布及变化情况。模拟结果表明:凹模细颈区与紧缩区的交接区域应变速率最大,呈弧线状分布;等体积往复挤压过程中,大变形区主要集中在细颈区靠近凹模内壁处以及镦粗一侧紧缩区靠近凹模内壁区域;挤压一侧紧缩区与细颈区的交接处应力较大,随变形的增加,应力最大值有所上升;温度场分布以细颈区中心为圆心,由高到低向外分布,在工件内形成温度梯度,高温区主要分布在细颈区中心区域。     

大塑性变形AZ31-1%Si-0.5%Sb合金组织与力学性能

研究大塑性变形对AZ31-1%Si-0.5%Sb合金组织和性能的影响,探讨基体组织和Mg2Si颗粒的细化机制。AZ31-1%Si-0.5%Sb合金铸态组织由α-Mg、β-Mg17Al12和Mg2Si组成。正挤压变形可以细化合金微观组织,基体晶粒约为2μm,正挤压提高AZ31-1%Si-0.5%Sb合金力学性能。往复挤压4道次后再进行正挤压,得到4μm晶粒细小均匀分布的等轴晶组织,抗拉强度、屈服强度、延伸率及硬度较单次正挤压态分别提高了21.8%、19.8%、43.6%和21.5%。力学性能的提高得益于基体组织、Mg2Si和β-Mg17Al12的进一步细化。