高密度钨合金性能的计算机数值模拟研究：钨含量对合金性？…

提出了一个钨合金的组织结构模型,在一定的假设条件下用有限元方法和计算机数值模拟研究了钨合金力学性能和钨含量的关系。结果表明：随钨含量增加,合金屈服强度提高,但弹性变形量和延伸率均降低。当钨含量〈８５％（质量分数,下同）时,合金抗拉强度随钨含量增加而增加;当钨含量〉８５％时,合金抗拉强度随钨含量增加而降低,在钨含量为８５％附近达到最大值。     

稀土含量对高密度钨合金性能的影响

通过粉末冶金法制备了添加稀土元素La，Ce的93W-4．9Ni-2．1Fe合金，研究不同稀土元素及不同稀土含量对高密度93钨合金静、动态力学性能的影响规律。结果表明：由于稀土元素La，Ce的加入，减少了杂质元素氧在钨-粘结相界面的偏析，减小了钨颗粒的连接度，从而改善了钨合金的力学性能，尤其是合金的动态力学性能得到显著提高，稀土元素的合理添加量为0．10％～0．15％。     

钨合金性能对侵彻影响的数值模拟

采用LS-DYNA有限元软件建立钨合金高速侵彻Q235钢板过程的有限元分析模型(FEM),获得钨合金弹头侵彻过程速度变化及钨合金弹头变形、损伤和破坏演变规律,系统研究钨合金性能对侵彻过程的影响,表明钨合金密度、屈服强度和失效应变对弹头侵彻速度和破坏方式有显著影响,而钨合金硬化参量和应变率敏感系数的影响相对较小。研究结果有助于加深钨合金侵彻过程的认识,同时为制备侵彻性能优异的钨合金也提供了理论依据。     

再生高密度钨合金的性能

采用氧化-还原法回收钨合金切削废料,用回收粉末及镍、铁元素粉配制成91W-6Ni-3Fe系高密度合金的混合粉,经压制、脱胶、烧结制得再生高密度钨合金.结果表明:所得再生合金的性能同非回收粉末所制备的合金性能相当,再生钨合金的密度随着烧结温度的升高而先升高后有所降低,最大密度为17.12 g/cm3,硬度随着烧结温度的升高而降低;当烧结温度为1 440℃时再生合金的强度和塑性达到较好的配合,抗拉强度为922.95MPa,延伸率为20.18%;经真空热处理后,再生钨合金性能得到改善,抗拉强度和延伸率得到不同程度的提高,抗拉强度比热处理前提高了约6.44%,延伸率比热处理前提高了约43.42%.     

钨含量对钨合金动态剪切性能的影响

利用帽形试样在Hopkinson压杆上测试钨合金动态剪切应力应变关系,研究了钨含量在90%～97%（质量分数）范围内,应变率约为10^5s^-1时,钨含量对动态剪切性能的影响.结果表明,钨含量增加,动态剪切强度随之增加,断裂应变随之降低.动态剪切强度与钨的体积分数呈线性递增关系.断口分析表明,断口表现以粘结相撕裂和钨颗粒劈裂的混合断裂,钨颗粒劈裂比例近似等于钨颗粒体积分数.     

制备工艺对再生高密度钨合金塑性的影响

对再生高密度钨合金塑性的提高作了较为深入地研究。结果表明：向再生合金原料粉末中加入适量的Ni，Fe元素进行成分调节可显著提高再生合金的塑性；对再生合金进行真空热处理可明显提高再生合金塑性，与热处理前相比，再生合金延伸率提高了约43．4％，截面收缩率提高了约33．9％。     

钼钨合金抗氧化涂层的制备及性能研究

本研究采用原位反应法对不同钨含量的钼钨合金表面进行渗氮-渗硅处理,制备得到高温抗氧化涂层。采用扫描电子显微镜及X射线衍射分析了钼钨合金中钨含量对涂层形貌和结构的影响,并评价了涂层在1600℃的抗氧化性能,简要分析了涂层的抗氧化机理。研究表明,随着钼钨合金中钨含量的增加,涂层表面硅渗出量减少,说明钨含量的增加可以有效地减缓Si元素的向外扩散;1600℃的高温氧化实验证实了Mo-30%W表面涂层的抗氧化性能最为优异,抗氧化时间长达327 h。实验表明,钨含量的增加在一定程度上提升了涂层的抗氧化性能。     

MIM工艺对W—Ni—Fe高密度合金力学性能的影响

研究了粉末装载量和烧结温度对ＭＩＭ钨基高密度合金力学性能的影响,并将ＭＩＭ工艺与传统压制／烧结工艺进行了比较,实验结果表明,采用装载量为４７％（体积分数）的喂料,在１５３０℃烧结２ｈ得到的９７Ｗ－２Ｎｉ－１Ｆｅ高密度合金具有优良的力学性能的达到的性能为σｂ＝９３６ＭＰａ,σ０．２＝６４９ＭＰａ,δ＝１１．４％,ＨＲＣ＝３１,优于传统压制／烧结工艺制得的合金。     

高密度钨合金的研究现状与发展趋势

从合金材质与添加元素、粉末制备与改性、合金烧结及烧结后处理,大变形强化处理等方面论述了高密度钨合金的研究现状和发展趋势。高密度钨合金中添加合金元素(如Co、Mn、Cr、Ta、La、Ce、Y)用以强化合金;采用新型烧结技术(如微波烧结、放电等离子烧结)以实现低温快速烧结;采用冷等静压、热压、热等静压等工艺方法以制备大尺寸的复杂零部件;采用喷射沉积,CVD涂层、电镀等方法来制取耐磨、耐腐蚀钨合金材料,是目前制备高密度钨合金的研究方向。     

La含量对AZ91合金学性能影响的研究

制备了5组不同La含量的AZ91合金试样,经时效处理后,通过硬度测试和拉伸实验测量不同La含量AZ91合金的力学性能.结果表明,随着La含量的增加,AZ91合金的综合力学性能有先增强后减弱的趋势:构建了BP神经网络模型来研究La含量对AZ91合金的力学性能的影响,采用BP神经网络预测的结果精度高,误差均小于2％,这说明采用BP神经网络的方式可为改善AZ91合金的力学性能提供帮助.     

Zn含量对Mg-Zn-Y合金组织及性能的影响

采用金相显微镜、扫描电镜、X-射线衍射仪及电子万能实验机等设备研究了Zn对Mg-xZn- -Y(x=0、1、2、4,质量分数,%)合金的显微组织和力学性能的影响.结果表明:随着Zn的添加,合金二次相由Mg,:Nd和MgY转变为H相和W相.合金力学性能随Zn加入量的增加而提高,当加入量为2%时合金的力学性能达到最佳:抗拉强度达到207MPa,伸长率达到16.9%.当加入量为4%时综合力学性能则又有所下降.     

Pb-Mg-Al合金热挤压过程的数值模拟研究

通过Gleeble-1500D热模拟机获得了Pb-Mg-Al合金的应力-应变曲线.采用刚粘塑性有限元法对Pb-Mg-Al合金热挤压过程进行了热力耦合数值模拟,分析了热变形参数对挤压力和挤压温度变化情况的影响.模拟结果表明:挤压比控制在25以内、挤压速度及挤压温度分别在:5～15 mm/s、200～300℃范围内选取,这会有利于Pb-Mg-Al合金热挤压过程顺利进行.     

稀土对钨合金铸铁组织与性能的影响

研究了稀土处理对钨合金白口铸铁组织、机械性能和耐磨性的影响。结果表明，适量稀土可使金钱合金白口铸铁中的共昌碳化物由网状分布变为断网状分布，使其冲击韧性提高９７．６％，耐磨性提高１１．５％￣３６．７％。分析探讨了出现这些现象的原因。     

Al含量对Zr-Cu-Ni-Al合金力学性能的影响

借助X-射线衍射仪、数字显微硬度计、扫描电镜和万能材料试验机等设备研究了Al含量变化对Zr合金力学性能的影响。结果表明,随着Al含量的增加,合金组织中的晶粒变小,合金硬度,压缩强度增加;当Al原子含量达到10%时,合金的硬度,强度都最佳;随着Al含量的进一步升高,合金力学性能下降。     

高密度钨合金部件断裂失效分析

通过化学成分、宏观断口、微观断口和金相显微组织分析等手段,对发生断裂的高比重93WNiFe钨合金爆炸部件进行断裂失效分析研究。结果表明,失效部件合金的化学成分正常,但微观组织与密度存在异常;爆炸部件失效断裂的根本原因是材料制备过程中热处理工艺不当造成的;应严格控制热处理工艺和爆炸部件的检验方案。     

Y含量对Cu-Zr基非晶合金力学性能影响的分子动力学模拟

为缩短采用单一实验法研发新型Cu-Zr基非晶合金的周期和降低开发成本,采用分子动力学模拟方法研究了 Y含量对Cu-Zr基非晶合金力学性能的影响,利用形成焓法确定了 Y掺杂易于占据Zr原子位置.模拟制备了Cu64Zr64、Cu64Zr63Y、Cu64Zr59Y5和 Cu64Zr54Y9(对应地改写为原子百分比,即为 Cu...     

内爆炸载荷下钨含量对W-Ni-Fe高密度合金圆筒膨胀过程的影响

采用GSJ高速摄影测试技术和圆筒爆炸试验,研究了爆炸加载条件下钨含量在90%～97%(质量分数)范围内的W-Ni-Fe高密度合金圆筒的膨胀过程.结果表明,试验条件下,随着钨含量的增加合金绝热剪切敏感性降低,圆筒膨胀速度增加,破片初速增大;合金的抗剪强度增大,能抑制因内壁剪切裂纹萌生和扩展而产生的卸载,有利于圆筒均匀塑性变形,使得钨合金破片初速增大.     

变形对钨合金微观组织性能及绝热剪切敏感性的影响

含有两相且质量分数为90％～97％的钨合金具有高密度、高强度和较高的延展性。钨合金的显微组织、力学状态对绝热剪切行为有很大影响。综述了前人的研究工作，得到如下结论：随着钨颗粒变形程度增加，钨合金强度增加。纤维化程度越高，各向异性越明显，在径向动态压缩时容易产生绝热剪切。预扭转试样钨颗粒呈椭球状，椭球状钨颗粒长轴方向与最大剪应力方向一致时，绝热剪切易于发生，“自锐”现象明显，侵彻能力较强。变形方法、变形量及材料变形后的晶粒取向的研究，将有助于材料绝热剪切机理的研究。