变形强化钨合金性能的各向异性

采用粉末冶金法制备钨合金棒材,通过锻造变形的方法进一步提高钨合金棒材的力学性能,并采用混合率模型计算不同状态钨合金的强度。与实验结果比较发现,应力传递模型可以很好地反应随着变形量增加钨合金强度增加的变化趋势。通过对变形强化钨合金轴向和径向力学性能、断口特征、金相组织的比较以及钨合金在承载过程中的定量力学分析指出,随着钨合金变形量的增加,大面积的基体相韧窝断裂被基体撕裂棱状断裂和钨颗粒的穿晶解理断裂所取代,这也是导致合金强度提高的原因。     

大变形对钨合金材料扫描断口及力学性能的影响

研究了高强度钨合金材料大变形量锻造后的扫描断口,并结合力学性能变化规律分析了大变形对材料组织和性能的影响。结果表明随着变形量增大断口上钨颗粒尺寸减小并呈多边化趋势,断裂方式则呈现钨颗粒解理断裂逐渐增多的特点,这些变化有利于钨合金材料的强化     

钨合金轧制变形强化的组织与性能研究

选用95WNiFe高密度合金,进行了系列轧制试验,对不同轧制变形量的材料进行金相分析,分析材料内部轧制变形机理,同时对不同变形量的材料分别从纵向、横向取样进行力学性能测试,考察轧制变形量对材料力学性能的影响。结果表明:钨合金经过轧制变形后内部钨颗粒呈纤维状,粘结相均匀分布在钨颗粒之间;随着轧制变形量的增大,钨合金抗拉强度明显增高,延伸率降低,当变形量达到89.9%时,抗拉强度达到1 385 MPa,延伸率降到3%。     

钨骨架/Zr基非晶复合材料准静态断裂特征研究

研究了用渗流铸造法制备的钨骨架/Zr基非晶复合材料在1.4×10-2s-1应变率条件下的力学性能与变形断裂特征。试验发现钨骨架/Zr基非晶复合材料在准静态压缩条件下具有很高的压缩强度(3300～3500MPa)和良好的塑性变形能力(50%～60%)。利用SEM研究压缩后试样的微观组织形貌,发现钨骨架与非晶相的相互嵌套改变了非晶和钨骨架二者各自的变形机理与断裂模式。非晶相阻碍了钨骨架中裂纹的扩展,钨骨架抑制了非晶相中大面积流变的发生。复合材料的断裂表现为一种混合断裂模式,其中非晶相的断裂为局部软化后的撕裂。     

析出物对93WNiFe合金抗拉强度的影响

通过真空退火态93WNiFe合金在10-900℃的拉伸试验,并结合断口形貌分析和显微组织观察,系统研究93WNiFe合金抗拉强度随温度的变化规律。结果表明:随着温度的升高,93WNiFe合金抗拉强度逐渐下降,在300～600℃出现一平台;500、600℃的钨合金断口上有亮白色物质出现。抗拉强度受断口断裂模式的影响,断裂模式随温度的升高由钨颗粒解理型断裂逐渐向钨颗粒与粘结相脱开型断裂转变;三元系合金析出物使钨合金W-W界面、W-M界面得以改善,是抗拉强度出现平台的原因。     

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.     

由钨合金的两相參数计算其宏观抗拉强度

钨合金是由钨颗粒相和基体组成的两相材料。利用Eshelby方程和Mori-Tanaka平均应力概念以及本文给出的增量法，可由钨颗粒相的形状、体积份数及两相力学性能参数计算得到钨合金材料的宏观抗拉强度。文内对特定钨合金进行了计算分析。分析表明，随工艺处理变形量的增加，钨合金材料的脆性增加，对于工艺处理变形量较小的钨合金，首先在基体相中达到拉伸破坏；而对于工艺处理变形量较大的钨合金，首先在鸽颗粒相中达到拉伸破坏。本文对钨合金材料宏观抗拉强度的计算结果与试验结果一致。     

模塑成型W-Cu合金药型罩的研究

研究了用聚乙烯-蜡基粘结剂模型成型W-Cu合金药型罩的工艺方法,并用光学显微镜和扫描电镜观察了合金的组织形态,测定了罩体的力学性能和密度分布。通过用W-Cu合金热等静压棒料、熔渗法和模塑成型法三种不同工艺制备的W-Cu合金静破甲试验结果表明,药型罩罩体的密度均匀性及其钨颗粒大小是影响破甲深度的重要因素。     

粉末冶金铍铝合金的显微组织和力学性能

通过室温拉伸试验和扫描电镜观察与分析,研究不同铍铝配比对粉末冶金铍铝合金的显微组织和力学性能的影响。结果表明,随着铍含量的增加,铝含量的降低,铍铝合金的弹性模量、抗拉强度、屈服强度显著升高,延伸率降低。合金的断裂模式受成分配比的影响不大,断裂是由铝相的韧窝断裂和铍相的解理断裂构成的混合型断裂。铍铝合金实质上是由纯铍和纯铝构成的颗粒增强复合材料,可通过不连续颗粒增强复合材料的唯象模型对不同铍铝配比铍铝合金的弹性模量及应力-应变响应进行较为准确的预测。     

大变形锻造钨合金冲击韧性和断口组织特征研究

采用锻造大变形工艺制备出各种变形量的93W合金,开展不同锻造变形量对冲击韧性的影响规律研究,并对冲击断口进行SEM微观形貌观察与分析。研究结果表明,锻造大变形工艺使钨合金强度大幅度提高的同时,其冲击功有所降低;随着锻造变形量的增大,钨合金冲击断口的形貌特征由沿晶断裂为主逐渐转变为解理断裂,相应地锻态钨合金的冲击功呈下降趋势。     

烧结温度对钨球压缩性能的影响

采用液相烧结法制备钨合金球,研究烧结温度对钨球微观组织的影响,讨论晶粒度和W-W邻接度对钨球压缩性能的影响。结果表明:烧结温度越高,晶粒度越大,W-W邻接度越小;在烧结温度为1520℃时,直径8mm的钨球具有最高的压溃载荷(80kN)。断口形貌观察表明,钨球压缩开裂机制与钨合金拉伸开裂机制基本一致。对钨球压缩行为的研究表明,钨颗粒的变形主要集中在钨球的中心部分。     

不同组织Ti6321钛合金在低温高应变速率下的变形和断裂行为

针对目前关于船用钛合金在低温和高应变率速率下的研究不足的问题,通过热处理获得3种组织的Ti6321钛合金,研究不同组织在温度-80~25 ℃、应变速率2 500 s^-1及3 500 s^-1左右的变形和断裂行为。采用低温分离式霍普金森压杆实验装置进行加载,通过光学显微镜和扫描电子显微镜等表征方法,对其微观组织演化进行观察分析。研究结果表明：随着温度的降低,Ti6321钛合金强度增加,塑性减小;在室温下,双态组织具有较好的强塑性匹配;随着温度的降低,等轴组织具有较高的强度和较好的低温塑性变形能力,表现出良好的低温动态压缩性能。断裂机制研究表明等轴组织和双态组织表现出典型的韧性断裂特征;魏氏组织断口出现高低不平的解理面,表现出明显的脆性断裂倾向。     

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。     

锆基多功能合金的动态压缩性能研究

利用分离式Hopkinson压杆装置研究锆基多功能合金的动态压缩性能,利用扫描电镜和能谱仪对动态压缩断口进行形貌观察和成分分析。结果表明:锆基多功能合金具有较低的应变率敏感性;合金动态压缩强度高达2 500 MPa,且随着应变率的提高,塑性变形量不断增大;动态压缩下锆基合金表现为脆性断裂,断口形貌包含剪切韧窝和滑移沟槽,断面上有部分区域发生了氧化反应。     

Mg65Cu20Ag5Gd10块体非晶合金的动态压缩特性

利用霍普金森压杆(SHPB)装置对Mg65Cu20Ag5Gd10块体非晶合金材料进行了动态压缩试验，应变率范围102—103 S-l，采用扫描电子显微镜研究了其断口形貌特征。结果表明：Mg65 Cu20Ag5 Gdlo块体非晶合金在动态压缩条件下的断裂强度值最高为704 MPa，变形过程中没有出现宏观塑性变形阶段；Mg65 Cu20Ag5 Gd10块体非晶合金的断裂强度随发射子弹气压增加有增高的趋势，而断裂应变则随着压缩载荷的增加而降低；断口上存在解理台阶证明Mg65 Cu20Ag5 Gd10块体非晶合金为脆性断裂，同时在断口上存在条状花样和光滑区域相结合的形貌特征。     

高速冲击载荷下钨骨架/Zr基非晶合金复合材料的变形特征

利用自制高速冲击加载试验装置研究了钨骨架／Zr基非晶合金复合材料的室温变形特征。该复合材料在高速冲击载荷作用下的变形特征主要包括钨骨架碎化、Zr基非晶合金软化且沿钨骨架变形的方向发生流动。在剪切断裂面上不同变形带之间有明显的交界线，这些交界线形成剪切带和裂纹。     

粘结剂组成对喂料流变性影响的综合评价

以传统74PW-20EVA-5HDPE-SA石蜡粘结剂和Oil-PS-PP油基粘结剂为基础,在粘结剂中添加新组元,研究了粘结剂组成对喂料流变特性的影响。并且针对形状异常复杂的钨合金零部件,如钨环和直径大于20mm的钨棒在PIM工艺中注射成形阶段喂料充模存在的问题,从喂料流动性、流变稳定性和成形性等方面综合评价了粘结剂组成对喂料充模过程中的流变特性的影响。