影响钨合金延展性的因素

作为难熔金属钨的一种重要下游产品,钨合金除了有较高的密度、较大的硬度、良好的耐磨性、优异的抗氧化性和耐热性等特点之外,还有优良的延展性的优点。钨合金延展性是指合金材料在受力而产生破裂之前的塑性变形能力,是延性和展性两个概念相近的机械性质合称,可以用延伸率(伸长率)来表示。

中钨在线钨合金图片

延伸率是材料的塑性指标,是材料延展性的定量表征,是材料在拉伸断裂后,总伸长与原始标距长度的百分比。通常,延伸率越大,材料的延展性越好;反之,延伸率越小,材料的延展性越差。影响钨合金延展性的因素有材料成分、原料配比、生产工艺、工艺参数等。

一、材料成分

在其他条件(如原料配比和生产工艺)一定的情况下,钨基合金的延展性与掺杂元素如镍(Ni)、铁(Fe)、钼(Mo)、铼(Re)、钴(Co)等有关。一般来说,向纯钨合金中加入适量镍、铁、钼、铼或钴材料,能显著提高产品的延展性。研究表明,90W7Ni3Fe的延伸率约为10%,90W6Ni4Cu的延伸率约为6%(上述数据为高比重钨合金军标数据)。

二、原料配比

在材料成分、生产工艺等因素都相同的情况下,钨基合金的延展性与原料配比有关。一般来说,随着钨含量的升高或粘结金属(如镍、铁等)含量的减少,钨合金的延展性越差;反之,合金的延展性越好。研究表明,90W7Ni3Fe的延伸率为18%-29%,91W6Ni3Fe的为17%-27%,92W5Ni3Fe的为16%-26%,93W4Ni3Fe的为16%-24%,95W3Ni2Fe的为10%-22%,95W3Ni2Fe的为8%-20%,97W2Ni1Fe的为6%-13%(上述数据为高比重钨合金美标数据)。

90W6Ni4Cu的延伸率约为6%,95W3.5Ni1.5Cu的约为7%,90W7Ni3Fe的约为10%,92.5W5.25Ni2.25Fe的约为7%,95W3.5Ni1.5Fe的约为7%,97W2.1Ni0.9Fe的约为6%。

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三、生产工艺

钨合金的生产工艺主要有粉末冶金法、注射成形工艺和3D打印技术(增材制造)。在生产工艺相同的情况下,不同处理阶段的钨合金的延伸率也不一样。例如,钨镍铁合金烧结态的伸长率可以达到10%~15%,经真空或气氛脱氢处理后,伸长率可提高到20%~30%;钨铼合金经高温退火处理后,延伸率可达到5%。

 

 

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