烧结后热处理之淬火和快速冷却热处理

钨合金的性能对杂质、气氛、冷却速度较敏感。杂质（如磷、硫等）偏析在晶界上会降低界面结合强度，从而降低合金性能。钨合金在氢气气氛中烧结时，氢气溶解于黏结相中，烧结后的合金中可能含有氢，产生氢脆，降低了合金性能。冷却速度控制不当会产生中间相或使杂质偏析在晶界。因此，为了提高烧结态钨合金的性能，对烧结态的钨合金进行热处理是必须的。烧结后的热处理包括淬火、冷却、气氛脱氢处理和表面硬化处理，其目的就是降低磷、硫杂质在界面的偏析，减少氢脆，提高合金性能或满足合金其他性能方面的要求。采用热处理可以消除氢脆和磷脆，降低杂质在界面的偏析，提高合金的界面强度，使合金的强度和塑性都得以提高。Toshihito Kishi等人指出，热处理对烧结态合金的显微组织无明显影响，但热处理会改变杂质的分布，控制界面偏析。采用惰性气氛或真空快冷，热处理温度在1000℃左右最合适，热处理可以使杂质固溶到晶内，减少晶界偏析。

对钨-镍-铜系合金采用淬火或快冷不仅可以得到细而均匀的晶粒组成，而且可以控制钨在黏结相中的溶解度，达到固溶强化的目的，使合金的强度提高1/3-1/2。ChaIat将经1470℃烧结后的90钨-7 镍-3铁放在惰性气氛中进行热处理，热处理温度为1200℃，时间为1h，然后快冷和慢冷，发现其伸长率均比烧结态合金的伸长率要好。Germ等人研究认为：烧结后的钨合金在Ar中于1000℃退火后水冷的合金性能最好，因为在Ar中退火可以除掉残留在合金中的氢气，在水中淬火可以迅速凝固杂质使其均匀分布，但高速淬火会产生残余应力，如果采用慢冷会消除应力，但会产生偏析。热处理对提高合金的力学性能是非常具有吸引力的。在H2中随炉冷却对抗拉强度和伸长率没有影响，采用水冷淬火可以大幅度提高合金的强度和延性，其原因是快冷将杂质固溶到晶内使杂质均匀分布，减少了杂质在脆弱的界面上偏析。但是，由于热梯度的影响，过快的冷却速度（如水中淬火）会使合金产生残余应力，这对合金的性能有害。慢冷虽然可以消除应力，但由于在低温下杂质在合金晶内的溶解度降低，晶内的杂质通过扩散在界面形成杂质偏析，当杂质偏析在钨-黏结相界面时，对合金的延性非常有害。




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