静液挤压形变强化技术是一种先进的变形加工工艺，能够一次获得60%-80%的大变形量，进一步变形可以获得90%以上的变形，其工作原理是：棒料在高压液体介质的作用下产生塑性变形，在静液挤压过程中，工件变形处于极高的三向压应力状态，钨合金材料内部组织中的固有微裂纹随挤压过程的进行而不断地发生愈合，最终使材料内部的缺陷减少而起到形变强化的作用。

与普通旋锻工艺相比，静液挤压工艺形变强化的优势在于：其一，在变形量相同的条件下，静液挤压钨合金的强度要高于旋锻处理钨合的强度；其二，在静液挤压工艺下，特别是合理的选择挤压工艺参数后，钨合金的变形能力相对而言得到了大幅度提高，仅一次挤压就能使钨合金获得60%-80%的变形量，而对旋锻工艺来说，当一次变形量超过20%时钨合金的废品率就会大大增加，其最大循环变形量也很少超过70%，否则材料容易破坏；其三，静液挤压由于材料在变形过程中始终处于良好的润滑条件，挤压过程中摩擦力小，材料的变形均匀性好，挤压变形量大使得材料的心部与边缘的力学性能相差很小。因此，静液挤压工艺是钨合金目前最为有效的一种形变强化工艺。通常烧结态93钨合金的静态抗拉强度为900-950MPa，伸长率为20%-30%，可见形变强化后合金的强度得到了很大提高，但延性降低。在相同变形量条件下，静液挤压钨合金的性能均匀，硬度均匀性好，形变强化效果明显好于普通的旋锻工艺。随着静液挤压形变量的增加，形变强化作用增强，材料的强度也随之增加，塑性下降，其主要原因是静液挤压工艺可以使钨合金获得纤维化的微观组织，从而大大提高了合金的强度，而由于加工硬化而使其塑性降低。

静液挤压形变强化之所以具有如此好的优越性，主要是由于在静液挤压过程中，工件变形处于极高的三向压应力的包围之中，这就使得钨合金材料内部组织中所固有的微裂纹随着挤压过程的进行而不断地发生愈合作用，最终会使材料内部缺陷减少而起到变形强化的作用。另外，在静液挤压过程中，由于高压液体的润滑效果使得被挤压材料表层与挤压模具内壁的摩擦减少，在较高的速度条件下，一旦形成流体动力润滑，二者之间的摩擦剪切力将降低到最低(摩擦系数值可降至0.005%-0.008%），这就大大降低了变形过程中钨合金表面裂纹及缺陷的产生。




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形变强化是利用金属（或合金）加工硬化原理，在变形压力作用下使材料变形，以改变和改善钨合金中缺陷组织的数量、分布以及合金的组织结构，从而提高材料强度的一种强化技术。在形变强化工艺中，变形量对钨合金的性能有着很重要的影响。随变形量的增加，合金的强度和硬度增加，而延性下降。刚开始变形时，强化作用明显，当变形量>15%时，强化作用逐渐减弱。强度随变形量的增加而增加，当硬度逐渐增加到某一值时，便不再随变形量的增加而有明显变化。对于含钨量为95%的钨合金，当变形量为15%时，硬度达到最大值。在普遍变形强化工艺中，变形量一般为15%，最大变形量不超过25%，否则钨合金内部产生微裂纹、开裂而导致破坏。变形后对合金进行时效处理，可以进一步提高合金的强度。形变时效强化温度一般在500-600℃。在此温度范围内退火钨颗粒和界面发生强化，从而使强度提高，对挤压形变量为32%的90W-Ni-Fe合金，在600C时效th，抗拉强度可达到1530MPa以上。在600℃以上退火时，随退火温度升高，强度和硬度下降，伸长率回升，当退火温度达到1200℃以上时，发生再结晶，强度和延伸回复到原始烧结热处理态的水平。

为了大幅度提高钨合金的综合力学性能，近年来，发展了钨合金的大变形先进形变强化技术。大变形比普通锻造态的强度要提高300MPa以上。大变形一般通过多次变形和中间退火循环工艺而实现，其变形量和变形循环次数与工艺有很大关系，在锻造工艺中对件进行多次循环变形和中间退火处理可以实现大变形强化。中间退火的目的是消除变形加工过程中产生的应力，减少加工硬化，退火温度范围一般在500-1000℃。此外，近年来发展了一些更先进的大变形强化工艺，如静态挤压、热挤压、热轧或热挤压（热轧）与锻造的复合变形技术，它可以实现非常大的变形量，使钨合金显微组织呈现纤维状化，对合金的强化效果非常显著，从而更加引起人们的重视。




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锻造包括旋转锻造和径向锻造两种锻造变形方法，其工作原理非常相似。旋转锻造的工作原理是由2-4块旋锻模环绕被锻材料高速旋转，同时对被旋锻材料的径向进行高速脉冲式锻打，使其断面收缩、长度增加的工艺过程。旋转锻造形变强化是目前我国穿甲弹高密度钨合金材料的主要变形加工方法。径向锻造属于精密模锻范围，其工作原理是利用坯料绕周围对称分布的一对或多对锤头中心轴旋转。径向锻造与旋转锻造工作过程的最大区别就是径向锻造是坯料旋转，而旋转锻造是锤头旋转。径向锻造的作用与落锤锻造和气锤锻造不同，它是基于压力的作用而非冲击力的作用，是以超过材料抗压强度的压力作用在制件上，造成金属的塑性变形和内部颗粒的转移，致使制件材料紧密细致，从而提高材料的抗拉强度和弹性极限，改善制件的质量。

锻造前钨合金材料一般需要加热到600-800℃，常规的锻造变形量为10%-15%，最大变形量一般不能超过25%～30%，否则钨合金易产生破坏，锻造后需要进行去应力退火，退火温度范围在500-1100℃，通常以加热-锻造-退火为一个周期。

旋锻形变强化钨合金存在力学性能不均匀的现象，钨合金心部的强度、伸长率和硬度与表面的强度、伸长率和硬度之间存在较大差异，面的强化效果优于心部的强化效果。其原因在于：旋锻时，从进入圆锥区到定径区这一过程中，金属开始变形且程度逐渐增大；在定径区内金属只承受很小的变形；在圆锥区和定径区的过渡断面金属承受的变形程度达到最大，这样，在圆锥区的出口处和入口处材料的变形速度差增加，其结果是导致金属表面附加弯曲变形。另一方面，由于锻模与坯料之间的相互作用，也使坯料表面与心部的应力状态和臺老丢度杗同，表面金属承受的剪切应力和材料畸变程度以及残余应力均高于心部，这样就造成了表面的强化效果要好于心部。与旋转锻造相比，径向锻造对钨合金性能的不均匀性影响较小，其原因是径向锻造的变形量较大，一般取上限，而旋转锻造的变形量一般取下限。但其性能不均匀的现象仍然存在。造成锻造后合金心部同边缘性能不均匀的原因与变形程度有关，变形量小使变形集中在边缘区域，而心部强化效果较小，增大变形程度可以使性能不均匀性有所改善。




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循环热处理
循环热处理对合金性能也有一定的影响，主要体现在对钨-镍-铁合金进行循环热处理可以改变黏结相的均匀分布，有利于烧结相渗人到钨-钨晶界，减少钨-钨距离。NohJoon-Wong等人研究了93钨-5.6镍-1.4铁的循环热处理工艺，将烧结态钨合金在1150℃的氮气气氛下保温1h，然后进行水淬，这种工艺反复进行多次，结果表明，随着循环次数的增加，渗透到钨-钨晶界的黏结相体积增加，黏结相可以更充分的渗入到以钨-钨晶界中。循环热处理对合金的拉伸力学性能的影响与合金中的钨晶粒度有关。当钨晶粒由25μm增加到100μm时，尽管采用循环热处理，合金的抗拉强度和伸长率仍然下降，它们分别从920MPa和25%下降到740MPa和11%，经过一次循环热处理后，冲击吸收功从50J下降到22. SJ。当钨晶粒尺寸减小到25-35μm时，循环热处理对冲击吸收功的提高具有显著影响。合金的冲击吸收功从57J提高到170J，冲击试样的断口形貌发生了较大变化，由钨-钨界面断裂向韧窝状的黏结相延性断裂变化。
变形后再结晶
冷加工如挤压、轧制、锻造等可以提高合金的强度，但合金的延性却明显下降。合金经冷变形后显微结构为纤维状的织构，这种织构与穿透器轴向的取向度对合金性能有较大影响，从而影响其穿透性能。Goren等人对冷变形后再结晶进行了研究，90%钨-7%镍-3%铁合金经旋锻（径缩量为82%）并在1480℃退火40s可得到均匀的lOlμm的圆形晶粒。并且变形量越大，退火时间越短。在退火过程中，较大的钨晶粒(30-50μm)首先形成亚晶界，部分熔融的黏结相有选择性地穿透亚晶界，最后被拉长的钨晶粒被分成较小的圆形钨晶粒，从而明显地改善合金的显微结构。




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