高能球磨对微量Y_2O_3弥散强化细晶钨合金密度与显微组织的影响

采用溶胶喷雾干燥–氢热多步还原法制备含微量稀土Y2O3的超细/纳米W复合粉,对其进行高能球磨处理。将球磨前、后的W-Y2O3复合粉末进行模压成形和1 800~1 950℃高温烧结,制备微量Y2O3弥散细晶钨合金,研究高能球磨对细晶W-Y2O3合金的密度与显微组织的影响。研究结果表明：W-Y2O3复合粉末的费氏粒度均小于0.9μm,具有很高的烧结活性,最佳烧结温度为1 860℃,烧结致密度达到97.4%;高能球磨可显著提高合金的致密度,球磨后的W-Y2O3复合粉末在1 860℃烧结后相对密度达到99.4%;W-Y2O3合金的晶粒非常细小,未高能球磨的W-Y2O3复合粉在1 860℃烧结,晶粒尺寸仅为3μm左右,但分布不均匀;适当的球磨使合金晶粒尺寸有所长大,但可显著改善合金组织的均匀性。

复合细晶钨合金弹芯侵彻性能的数值模拟研究

为了更有效增强钨合金弹芯对装甲目标的侵彻性能,对复合细晶钨合金弹芯这种弹芯结构展开研究。运用LS-DYNA虚拟仿真软件对细晶钨合金弹芯和复合细晶钨合金弹芯侵彻装甲钢靶板的过程进行了数值模拟研究。通过比对不同速度条件下的侵彻深度和弹芯头部形状,分析复合弹芯内外层材料的不同分布和不同厚度比对其侵彻深度的影响。研究表明弹芯材料密度低于细晶钨合金弹芯的复合细晶钨合金弹芯方案在侵彻能力较好,且复合细晶钨合金残余弹芯头部越尖锐,越具有更大的侵彻深度。最佳复合弹芯为以95W为内层材料、93W为外层材料、厚度比为9∶1,该复合弹芯方案在不同速度条件下的侵彻深度均为最大。研究可为杆式脱壳穿甲弹钨合金弹芯设计提供参考。

用高能球磨法制备的细晶Al-50Si合金的组织与性能

用高能球磨工艺制备Al-50Si合金粉末,将粉末经冷压、烧结、热压等工艺制备出Al-50Si合金块体材料,对球磨粉末和块体样品进行了显微组织观察、EDS分析和XRD分析,测定了块体样品的密度、硬度和热扩散系数.结果表明:高能球磨后Al-50Si合金粉末的硅粒子明显细化,其尺寸分布为1-15μm;在烧结过程中块体样品的硅粒子长大,其尺寸增大到5-30μm;Al-50Si合金块体材料具有较高的密度和硬度,其室温热扩散系数为55 mm^2·s^(-1).

细晶钨合金制备工艺的研究

研究了添加微量稀土氧化物Y2O3和机械合金化所制备的90W-7Ni-3Fe合金的显微组织与性能。试验采用机械合金化工艺制备含微量稀土氧化物Y2O3的90W-7Ni-3Fe复合粉末,将粉末在1460～1480℃烧结30min,制备最大抗拉强度大于962MPa、延伸率为30.8%、钨晶粒尺寸为8～12μm的细晶高性能90W-7Ni-3Fe合金。研究了稀土氧化物Y2O3对合金性能和显微组织结构特征的影响。

细晶钨合金动态力学性能与组织结构

为了预测细晶钨合金用作穿甲弹的高剪切毁伤效应，采用机械合金化（MA）和喷雾干燥-热还原两种方法制备含稀土的超细93W-Ni-Fe-Y2O3复合粉末，利用冷等静压液相烧结的方法制备Ф20mm-Ф25mm的晶粒度小于8μm的钨合金棒材。利用Hopkinson压杆装置对细晶钨合金进行了高应变率（〉10^3／s）下的动态力学性能研究，分析了应变、应变率、Y2O3等因素对细晶钨合金棒材的动态性能的影响。结果表明：钨合金在高应变率下会出现应变强化和热软化效应，在低应变时应力随着应变的增加而增加，当应变达到0．03后，应力随着应变的增加呈锯齿状上升趋势。钨合金在高应变率下会出现应变率强化效应，随着应变率的增加，应力增加。添加Y2O能提高材料的最大应力强度，提高钨合金的动态力学性能。

热等静压方法制备细晶钨合金及其动态力学性能研究

采用喷雾干燥方法制备了超细90W7Ni3Fe复合粉末,并冷等静压成形,压坯经过低温还原后采用热等静压进行低温压制烧结,得到了晶粒度小于5μm、接近理论密度的钨合金材料。利用Hopkinson压杆装置对细晶钨合金进行了动态力学性能研究,对不同应变率下的应力应变曲线进行分析。结果表明:通过热等静压低温烧结而成的细晶钨合金,在高应变率下表现出明显的应变强化和应变率强化效应,其动态力学性能优于常规液相烧结制备的钨合金。

高性能细晶钨及钨合金的研究进展

高性能钨及钨合金是国防工业和尖端技术领域中的关键材料,新的制备技术使钨材料在致密度、组织均匀性、力学性能及物理性能等方面有了明显提高。综述了国内外采用纳米复合技术制备细晶W-Ni-Fe合金、细晶WCu材料、高致密细晶纯钨材料,以及采用微纳复合技术制备稀土氧化物和碳化物增强细晶钨的研究进展,分析了目前制备过程中存在的问题,并进一步展望了高性能钨及钨合金材料的发展趋势和应用前景。

高能球磨制备纳米晶镁合金粉末的研究

利用氩气保护下的高能球磨,制备了纳米晶AZ31镁合金粉末。采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)等方法,研究了高能球磨过程中粉末微观组织与形貌演变规律。结果表明:随着球磨时间的延长,镁合金粉末的晶粒尺寸逐渐减小,微观应变和晶格常数逐渐增大;粉末颗粒首先被碾压成扁平状并相互焊合使颗粒尺寸粗化,然后随球磨的继续进行发生断裂,使颗粒尺寸逐渐减小;球磨80h后,粉末组织与形貌均趋于稳定,获得了平均颗粒尺寸为15～20μm、晶粒尺寸为85nm左右的纳米晶AZ31镁合金粉末。

高能球磨制备纳米晶Al－Cu合金

利用高能球磨工艺制备了纳米晶Ａｌ－Ｃｕ合金。发现按Ａｌ_（５０）Ｃｕ_（５０）配比纯元素粉末高能球磨时，形成了纳米晶的Ｃｕ_９Ａｌ_４金属间化合物。初步探讨了高能球磨纳米晶金属间化合物的形成过程。

细晶钨合金的绝热剪切敏感性

采用粉末冶金法制备平均晶粒度<5μm的细晶90W-Ni-Fe合金。利用HOPKINSON压杆装置,分别在0.9MPa和1.4MPa的冲击气压条件下对该合金进行一维应力冲击实验,并对冲击后的样品进行金相组织观测,考察其在一维应力冲击条件下的绝热剪切性能,分析细晶钨合金的绝热剪切敏感性。研究表明:晶粒细化有助于绝热剪切带的扩展,可以提高钨合金绝热剪切敏感性,使得烧结态细晶钨合金在一维冲击应力加载条件下就可以产生绝热剪切带。随着冲击(加载)气压的加大,绝热剪切现象更明显,冲击气压为1.4MPa时剪切带宽度约为10μm,从而有助于材料在动态压缩条件下产生绝热剪切破坏,提高材料在穿甲过程中的"自锐"能力。

高能球磨Mg-Ni纳米晶合金的吸氢反应特点

利用高能球磨制备了含纳米晶Mg2Ni的Mg-Ni贮氢合金,并对其进行了吸氢反应研究。结果表明纳米晶Mg2Ni+Mg+Ni复相贮氢合金在100℃～150℃可和流动的氢气反应,证明了纳米晶的Mg2Ni不但自身具有很高的反应活性,而且对纳米晶的Mg也有较好的催化作用。

用高能球磨粉末制备的高比重钨合金的组织与性能

采用高能球磨方法将普通钨重合金混合粉制成球磨粉 ,经冷等静压和 1480℃液相烧结制得高比重钨合金。研究了其显微组织结构和力学性能 ,结果表明 ,高能球磨粉烧结钨合金较普通粉烧结钨合金在保持高延性和韧性的同时 ,拉伸强度明显提高 ;此外 。

机械合金化和添加微量Y_2O_3对制备细晶钨合金棒材组织的影响

采用机械合金化、添加微量Y2O3和冷等静压、液相烧结工艺制备Ф25mm的晶粒度为3～4μm的细晶93W-4.9Ni-2.1Fe(质量分数%,下同)合金棒材,研究粉末机械合金化、添加微量Y2O3、烧结温度和保温时间对合金棒材烧结致密化和显微组织的影响。结果表明:在1480℃液相烧结时钨晶粒发生明显球化,在此温度下降低保温时间对控制钨晶粒长大有较大影响,保温时间为30min时,钨晶粒尺寸为5～8μm;保温时间为60min时,钨晶粒为8～10μm。添加微量稀土氧化物Y2O3可以进一步有效地抑制晶粒的长大,降低合金的钨晶粒尺寸和提高组织均匀性,在1480℃烧结60min时,钨晶粒为3～4μm,而且晶粒尺寸分布更均匀。

细晶钨合金密度均匀性研究

采用喷雾干燥法制备超细钨合金粉末,利用低温烧结技术烧结出致密度达到99%以上的细晶钨合金坯料,分别对同炉烧结的不同坯料和同一件坯料的纵向和横向分别切割测试密度均匀性。结果显示,同炉坯料密度均匀性与常规钨合金区别不大,但同一件坯料纵向和横向密度均匀性分别达到99.924%和99.936%,比常规钨合金密度均匀性提高了0.882%,并从微观组织形貌上对密度均匀性与常规钨合金的区别做了初步分析。

高能球磨法制备FeSiAl纳米晶合金粉

用高纯氩气保护的室温球磨技术制备了FeSiAl纳米晶合金粉末;用XRD对原料粉末的合金化过程及合金粉末粒径和微观应变随球磨时间的变化进行了研究;用SEM、DSC对制得的FeSiAl纳米晶合金粉末的显微形貌及固态相变进行了研究。结果表明:在球磨初始的冷焊阶段,硅、铝原子就已经进入铁的晶格形成间隙固溶体,随着球磨时间的增加合金粉末微观应变增加、平均粒径迅速减小,球磨40 h后获得的合金粉末的平均粒径达到9 nm左右;球磨过程中形成的大量晶格畸变、微观应变等因素降低了合金粉末的相变温度,并使合金粉末处于不稳定能态。

一种95W细晶钨合金动态力学性能

采用雾化干燥法和两步烧结法制备了一种晶粒度约20μm的95 W细晶钨合金棒材,利用分离式Hopkinson压杆(SHPB)对细晶钨合金进行高应变率的动态力学性能研究,并与传统钨合金进行对比,分析了应变及应变率对动态性能的影响。结果表明,尽管细晶95W的强度极限σb和延伸率δ较传统95 W都低,而在高应变率下,细晶95 W的最大应力σmax要高于传统钨合金,最大应变εmax只有较少的下降。高应变率下细晶95 W出现应变硬化和热软化两种竞争效应,在较低应变时,应变硬化占主导,最后热软化后出现应力急剧下降。

尺寸和球磨对细晶钨粉烧结体致密度的影响

采用溶胶喷雾干燥-煅烧-氢热还原法制备了粒径为0.14μm的超细纯钨粉末。研究不同球磨(干磨,湿磨)方式对钨粉形貌以及粉末成形性的影响,探讨纯钨样品性能随样品不同尺寸(2.5mm厚小样品和2cm厚大样品)的变化。此外还详细研究了纯钨烧结体组织形貌、晶粒尺寸等性能随球磨方式及样品尺寸的变化规律。结果表明,使用干磨法和湿磨法球磨处理都可以有效提高粉末的成形性。使用干磨法球磨制备的粉末的烧结体致密度高于湿磨法所制备的,且在大尺寸样品中其致密度分布也较湿磨法所制备粉末的烧结体更加均匀。湿磨粉颗粒粒径分布较广,颗粒容易长大。干磨粉由于活化效果较弱,烧结体颗粒更加细小。

细晶钨铜复合材料制备工艺的研究

将W 2 0 %Cu混合粉末在行星式高能球磨机中机械合金化 (MA)。经过一定时间球磨后可以得到W晶块尺寸 30nm左右的纳米粉末。测定了粉末晶粒尺寸、粉末的粒度、比表面、松装密度和振实密度等性能。粉末的晶块尺寸用XRD分析得出。研究了MAW 2 0 %Cu粉末烧结后的显微组织。研究表明 ,球磨后粉末在 12 0 0～ 130 0℃下烧结即可达到近全致密 ,相对密度在 99 5 %以上 ,拉伸强度达到 780MPa以上 ,伸长率大于 3 5 % ,钨晶粒尺寸在 1～ 2 μm左右。

高能球磨在MmNi_(5-x)(Co,Al,Mn)_x/Mg体系中诱发的固态反应及纳米相复合储氢合金的形成

借助Ｘ射线衍射及透射电镜研究了ＭｍＮｉ(５－ｘ)（Ｃｏ，ＡＩ，Ｍｎ）ｘ／Ｍｇ混合粉末在高能球磨过程中的相交及其结构变化，证实高能球磨过程中ＭｍＮｉ(５－ｘ)（Ｃｏ,Ａｌ,Ｍｎ）ｘ与Ｍｇ之间发生了固态反应，并最终形成了纳米相复合结构．通过精确测定点阵常数和用Ｍｉｅｄｅｍａ方法估算反应的生成热，给出了可能的固态反应的反应式吸氢特性测定表明球磨制备的纳米相复合储氢合金有较好的性能通过对球磨后再退火的样品进行分析。

纳米晶钨粉对液相烧结93W合金组织性能影响

采用高能机械球磨方法制备了超细钨粉,经冷等静压和1465℃分解氨气氛中液相烧结制得高密度钨合金.研究了纳米晶亚微米颗粒钨粉对烧结态93W-4.9N i-2.1Fe高密度钨合金微观组织及性能的影响.研究表明:采用超细钨粉与低温液相烧结技术,获得了高相对密度(大于99.7%)的烧结态高密度钨合金,且细钨颗粒组织均匀分布于粘结相中;与采用亚微米颗粒钨粉的烧结态钨合金相比较,不仅微观组织弥散分布,而且具有较高的力学性能;液相烧结态钨合金的力学性能主要与原始钨粉粒度及烧结温度有关.