鎢合金化對鋼組織和性能的影響

與過渡金屬鉬（Mo）一樣，鎢（W）同樣是合金鋼的重要添加劑之一，能够明顯優化鋼的組織及性能，進而使鎢合金化後的鋼更適合應用于軍工國防、航空航天、核電、交通運輸、醫療等領域中。近期，太原理工大學機械與運載工程學院研究者介紹了鎢合金化對鋼微觀組織、機械性能、耐氫脆性和耐腐蝕性能等方面的影響以及鎢合金鋼的製備方法。

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研究表明，與不含鎢的鋼相比，含鎢元素的鋼的奧氏體化起始溫度和結束溫度都更高，拉伸强度、抗壓强度和蠕變斷裂强度均更大，耐蝕性更好，抗氫脆性能更佳，而相變臨界冷却速率更低，衝擊韌性更差。當冷却速率相同時，微合金鋼的硬度隨著鎢含量的增加而升高；隨著冷却速率的升高，不同鎢含量的合金鋼的硬度相差越來越小。在合金鋼中，鎢的添加量在1.4wt.%最好，因爲當鎢含量從1.4wt.%升高2wt.%時，鋼的低周疲勞壽命雖然會升高，但是軟化量有所下降。

鎢合金鋼的製備方法包括真空感應熔煉法，真空電弧熔煉法，熱等靜壓工藝，放電等離子燒結法，砂型鑄造法、微波燒結法、3D打印技術（電子束熔化、選擇性激光熔化、電弧增材製造）等。其中，真空感應/電弧熔煉法可以去除雜質，如硫，磷，氧和砷等；熱等靜壓工藝能够生産均勻性好和熱力學性能優异的鎢合金鋼；放電等離子燒結通過通斷直流脉衝電流可以快速地生産高比重的鎢合金鋼。

該研究成果已以“A review of the effect of tungsten alloying on the microstructure and properties of steels”爲題發表在英文期刊《Tungsten》上。

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