增材制造钨基合金的研究进展

钨基合金是仅次于硬质合金的第二大类钨的深加工制品,钨基合金具有的独特物理和力学性能使得其在国防工业和国民经济各领域发挥着巨大的作用,但随着未来制造业对零件的精度要求越来越高以及更为复杂的零部件设计,采用传统的粉末冶金方法难以实现这些要求。增材制造(AM)为其提供了独特的几何设计自由度和快速原型制作能力。本文对国内外增材制造钨基合金的研究进展进行了介绍,并对研究面临的主要问题、研究趋势进行分析和展望。

钨基合金穿、破甲材料的研究进展

科学技术的发展对钨基合金用作穿、破甲材料的要求日益提高,要求高强韧、自锐性强,好的射流等多功能化,以及材料的多品种化。钨基合金由于密度高、强度和延性好而用作穿、破甲材料越来越引起国内外的关注。作者阐述了国内外近10年来钨合金穿、破甲材料在材料体系、形变强化和动态力学性能等方面的研究进展。

钨基合金材料的研究现状及其发展趋势

本文对钨基合金材料的研究现状,特别是对合金材料的成分设计及其制备工艺技术进行了综述,指出粉末原料的纳米化及添加晶粒长大抑制剂是制备高性能钨基合金材料的研究方向。

钨基合金的断裂失效和强韧化研究现状

对比分析了钨合金材料的断裂失效特征及不同断裂行为的模型和机理,综述了几种针对钨合金材料的断裂失效特性而进行的强韧化技术和其研究现状,特别是就绝热剪切局域化对材料性能的影响进行了分析,提出了钨基合金材料的研究和发展方向。

纳米级钨基合金复合粉末的制备

本文综述了纳米级钨基合金复合粉末的制备技术,并对各种制备方法的原理、工艺、原料及所得到的产品进行了分析和介绍,同时给出了纳米材料的发展及应用前景。

中国钨基合金的进步与发展

回顾和总结了中国钨基合金60年的发展史,系统阐述了钨基合金在材质、品种、制备工艺、新技术和新材料等方面的进步,指出了存在的问题,提出了今后发展的方向。

大厚度钨基合金正挤压棒坯的溶剂脱脂特性

为了实现厚度达15 mm钨基合金正挤压棒坯的无缺陷脱脂,对大厚度正挤压棒坯的溶剂脱脂行为和机理以及大厚度棒坯溶剂脱脂过程的优化方法和效果进行研究。结果表明:大厚度棒坯的溶剂脱脂对温度非常敏感,极易产生脱脂缺陷;棒坯厚度增大,粘结剂脱除速率降低,产生缺陷的几率增大,d 12 mm和d 15 mm棒坯的适宜溶剂脱脂工艺为(30℃,12 h);d 15 mm棒坯在30℃下脱脂6 h,脱脂量不足30%,且随着脱脂时间的进一步延长,脱脂速率显著下降;大厚度棒坯的溶剂脱脂受扩散控制,棒坯越厚,扩散路径越长,棒坯脱脂速率越小;采用短周期多次浸溶剂方法来优化脱脂过程,实现了正挤压棒坯的无缺陷脱脂,且d 12 mm和d 15 mm棒坯的脱脂量分别可高达55%和45%以上。

纳米级(晶)钨基合金复合粉末的制备

综述纳米级(晶)钨基舍金复合粉末的制备技术,并对各种制备方法的原理、工艺、原料及所得产品进行分析和介绍,同时指出纳米材料的发展及应用前景。

钨基合金在轮毂低压铸造模具中的应用

提出了用钨基合金(93W-5Ni-2Cu)代替H13(4Cr5MoSiV)模具钢作分流锥材料,通过CAE数值模拟与分析验证了钨基合金对原铸造工艺和轮毂中心盘的力学性能均有所改善,并通过实际生产验证大大提高了低压轮毂模具分流锥的使用寿命,同时也提高了轮毂质量和生产率。

高密度钨基合金部件超声检测技术

介绍高密度钨基合金部件的超声检测技术。在对材料声学特性参数进行研究的基础上,根据部件具体形状设计了超声检测方案和对比试块,并优选了检测参数,完成了一批次部件的内部质量检测。对检测结果的分析和验证表明,其内部主要为孔隙类缺陷,产生原因可能是烧结厚度太厚所致。

难熔钨基合金的研究开发及其产业化方向

综述了难熔钨基合金的研究与开发现状及发展趋势 ;分析了难熔钨基合金的市场应用前景 ;并指出日趋成熟的新技术和新工艺 ,包括金属注射成形和挤压成形技术以及纳米复合粉末和细晶难熔钨合金的制备技术 ,必将成为 2

增塑挤压成形钨基合金棒材溶剂-热二步脱脂工艺研究

大长径比钨基合金棒材制备的关键是成形、脱脂和后续的烧结控制.基于增塑挤压成形的研究,对Ф24 mm钨基合金挤压棒坯的快速无缺陷脱脂,即溶剂-热二步脱脂工艺进行了研究.结果表明:在溶剂脱脂温度为45℃,脱脂12 h后,Ф24 mm钨基合金棒材一次脱脂率达45%;在溶剂脱指过程中增加干燥阶段,脱脂率可达70%以上;在真空气氛下对脱脂棒材进行后续热脱脂,坯体保形性好,且在12 h内,脱脂可以全部完成.采用溶剂-热二步脱脂工艺可以实现Ф24 mm钨基合金挤压棒材的快速无缺陷脱脂.

钨纤维增强钨基合金挤压棒坯的脱脂工艺

在93W-Ni-Fe粉末中添加长2～3 mm的短钨纤维,用粉末挤压成形方法制备纤维定向排布强韧化的钨合金棒坯。对蜡基粘结剂挤压喂料进行DSC-TG热分析,采用扫描电镜、光学电镜对热脱脂后的挤压棒坯微观结构和表面形貌进行测试与表征,对比研究含纤维与不含纤维挤压棒坯的热脱脂行为。结果表明:1)挤压棒坯在热脱脂过程中极易产生开裂等缺陷;2)经优化脱脂工艺,含纤维与不含钨纤维挤压棒坯表面和内部结构均得到明显改善;3)钨纤维的添加为93W-Ni-Fe棒坯脱脂提供优先脱脂通道,有利于粘结剂的脱除,并在脱脂过程中对坯体起强化作用。

基于钨基合金力学性能的MLC叶片切削参数选择

钨基合金叶片作为多叶准直器的重要组成部分,由于叶片制造材料是钨基合金,而钨基合金在力学性能上具有其特殊性,切削性能差。为此,通过对其切削加工特性的研究和分析,确定了MLC叶片切削加工时的刀具材料和合理的切削参数。

基于BP神经网络的MLC钨基合金叶片车削温度的预测

对钨基合金叶片特殊的力学性能进行了探讨,提出了借助Matlab神经网络工具箱,应用BP神经网络,建立车削温度预测模型的方法。模型在输入有关数据后得到了相应预测结果,与实验结果相比,有较高的吻合度。

钨基合金与钢异质材料连接研究进展

钨基合金具有高熔点、高强度、低热膨胀系数等优异性能,钢是目前应用最广泛的结构材料,钨基合金与钢连接形成结构部件在核工业的聚变反应堆与压铸模具等领域具有广阔的应用前景.钨与钢的物理、化学、力学性能差异巨大,发展钨基合金与钢高性能连接存在一定挑战,且已成为焊接领域关键问题.文中综合阐述了钨基合金与钢扩散焊、钎焊的研究现状,并结合应用需求,提出了钨基合金与钢异质金属连接的未来展望,为后续研究提供了相关参考.

激光烧结钨基合金组织性能研究

采用激光烧结技术制备了钽、铼掺杂钨基合金,利用扫描电子显微镜、金相显微镜、X射线衍射仪和显微硬度计等设备表征了钨基合金试样的组织和性能。结果表明,激光功率及激光扫描速度是影响钨合金块体相对密度的重要因素,通过对参数的优化可获得致密的钨合金块体材料;通过粉体解吸脱氧预处理和惰性气体保护可以避免粉体的氧化;显微组织观察表明,在激光烧结过程中,试样内部发生了静态再结晶;在试样芯部形成了较粉体颗粒明显增大的等轴晶粒,在试样边缘形成了尺寸略大于粉体粒径的等轴晶粒;X射线衍射测试结果表明,加入的钽元素在钨基体中以固溶原子的形式存在;性能测试结果表明,随着钽加入量的增加,试样的密度下降,但显微硬度随之提高。

钨基合金固体催化剂生长手性单壁碳纳米管研究及其展望

单壁碳纳米管（Single—walled Carbon Nanotube，SWNT）可以看作由卷成圆筒状的石墨层构成的一维纳米材料，其手性以（n，m）表示。它具有极高的长径比，这种特殊的管状结构决定了单壁碳纳米管具有优异的物理化学、电学和机械性能，尤其赋予了其在碳基电子学领域的潜在应用，国际半导体路线图委员会2009年确定碳纳米管为未来最有可能应用的新型器件材料。

磁控核聚变装置中钨基合金面向等离子体材料的研究现状与进展

综述了国内外ODS、CDS、合金强化、W纤维复合强化等钨基面向等离子体材料以及辐照性能的研究进展。Y_(2)O_(3)和La_(2)O_(3)的添加限制了钨合金晶粒的成长,适度地添加有助于钨合金的抗拉强度,添加了质量分数为0.8%的W合金相比同样工艺的纯W在1273 K至1973 K温度区间有更高的抗拉伸性能,但延伸率较低。La_(2)O_(3)的添加对于W合金抗中子辐照无明显帮助,含有质量分数为0.5%的W合金锻造面裂纹阈值范围比横截面高。添加TiC所形成的超细晶钨合金拥有较纯钨弯曲断裂强度高75%,且中子辐照后缺陷密度较低。添加ZrC的钨合金在D辐照中氢的滞留量较纯钨明显下降,同时耐He+离子辐照能力较强;HIP技术制备的W-V合金有不错的强度,但塑脆转变温度和塑性较纯钨未有明显变化,对氢泡长大具有显著抑制作用,但氢滞留较高;W-Re对比纯W塑性提高,DBTT降低,但强度、导热率等均有下降,在高剂量中子辐照中抗辐照能力下降;ZrO_(x)作为Wf/W复合材料界面涂层展现了不错的热稳定性;Zr/Cr比值为1∶2的W-Cr-Zr合金拥有出色的抗氧化性能。

电镀钨基合金抽油杆耐腐蚀性能试验研究

目前关于钨基合金抽油杆实际应用的研究较少。为此,对无防腐层的KD级抽油杆、电镀铬防腐抽油杆以及电镀钨基合金抽油杆进行了耐H2SO4腐蚀试验、耐H2S/CO2高温高压腐蚀性能试验和耐H2S应力腐蚀试验,还对电镀钨基合金抽油杆和镀铬防腐抽油杆进行结合强度试验,并进行对比分析。结果表明,电镀钨基合金抽油杆具有较好的耐H2SO4性能、耐H2S/CO2高温高压腐蚀性能以及较好的抗SSCC性能,还具有优良的结合强度,符合SJ 20130—1992标准要求。实际应用表明,电镀钨基合金抽油杆能适应高压腐蚀的油井环境,有效抵御油井中的H2S腐蚀。