杂质元素对高比重钨合金性能的影响

高比重钨合金是以难熔金属钨为基，镍、钼、铁、铜或钴元素为辅助材料，经过粉末冶金法、注射成型技术或3D打印工艺制成的一种合金材料，具有相对密度高、硬度大、强度高、熔点高、延展性好、导电性佳、热膨胀系数低、辐射屏蔽能力强等特点，广泛应用于航空航天、军事、国防、汽车等领域。

值得一提的是，高比重钨合金的性能并不是一成不变的，除了受生产工艺、工艺参数和后处理的影响之外，还受杂质元素的影响。杂质元素包括氢、氧、碳、氮、硫和磷等。

氢元素对高比重钨合金性能的影响较大。它在在W中的溶解度远远低于它在镍、铁中的溶解度，因而容易造成氢脆，进而影响产品塑性、延展性和使用寿命。消除氢脆的方法有真空热处理。

氧元素会降低高比重钨合金的塑性和韧性，主要是由于在高温条件下，氧元素会与钨发生反应，形成钨氧化物。另外，氧元素还会增大钨合金的晶粒尺寸，进而产品的强度和硬度。因此，在高比重钨合金的生产过程中，应尽可能控制原材料中氧含量，以保证合金的优良性能。

碳元素也是杂质中很重要的一种，当碳含量达0.014%以上时，会在烧结后生成立方碳化物，从而降低钨合金的机械性能。

磷元素同样会影响高比重钨合金的力学性能。当磷含量超过其在钨相（0.0055%）和Ni-Fe相（0.01%）的极限溶解度时，会发生P的偏析和磷化物沉淀，进而使钨合金发生脆化。

硫是和磷伴生的杂质，硫的含量超标会降低钨合金的冲击韧性，硫不仅会偏析在钨-粘结相的界面上，还会与钾和氧形成化合物，聚集在气孔内表面上。

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