钨合金的微合金化研究

随着科学技术日新月异的发展和装甲防护技术水平的不断提高，对弹用高密度钨合金的要求越来越高，尤其是要求在保证高密度的前提下兼有高的强度和良好的韧性。因此，如何提高和改善高密度钨合金形变强化后的强度和塑性是当前的重要研究方向。

钨合金的强化机制主要有固溶强化、弥散强化、沉淀强化和界面强化等。固溶强化的元素主要有Re，Mo，Nb，Ta，Ir等。钨合金中的Mo，Ta，Re，Nb，Hf，V和Cr等元素具有与w 相同的体心立方晶格；它们可以固溶于w，也可以在一定程度上固溶于粘结相中，从而达到对钨基重合金的固溶强化，其中Hf的强化作用最大，其次为Ta、Nb和Re。

弥散强化包括直接强化和间接强化，直接强化主要来源于位错与弥散颗粒的相互作用，而间接强化主要是由于高密度位错网组成的亚晶粒相互作用提高合金的强度。界面强化主要是优化晶界(提高晶界强度或减少杂质在晶界的偏聚)，而且若在界面上形成固溶体，可增强界面结合力和提高材料强度。另外，由于具有良好的界面，粘结相可通过界面将应力传递给钨颗粒，可有效地减轻粘结相的承载力，使粘结相和基体协调变形，减少沿晶裂纹的发生，从而提高材料的强度。沉淀强化方法有抑制沉淀相析出强化，第二相析出强化和钨弥散强化3种。抑制沉淀相析出是改善和提高钨合金性能的有效方法，一般采用固溶+淬火的热处理工艺来避免沉淀相析出，同时抑制杂质元素在界面上偏聚，以获得较洁净的钨／基体界面。在W-Ni—Fe高密度合金中添加少量Co可增强基体相对钨颗粒的润湿性，使钨颗粒表面更加圆滑，更加有利于塑性变形，更能提高合金的钨颗粒与基体相之间的界面结合强度，从而提高合金的强度和延伸率。同时，加入的Co，在液相烧结的初期，优先与铁和镍形成熔点低、流动性好的共晶，很好地促进组分原子在液相中扩散，从而加速液相烧结的进程、细化合金的显微组织。


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