镧、钇对90W-Ni-Fe合金显微结构及性能的影响

以喷雾干燥 H2还原法制备的纳米级90W 7Ni 3Fe复合粉末为原料,针对不同稀土元素La,La Y,Y含量对90W Ni Fe合金性能和显微结构的影响进行了研究。结果表明:当添加La,La Y,Y在0～0.8%(质量分数)范围时,试样相对密度均在0.4%稀土时出现极大值,分别为99.3%,99.4%,99.6%。添加0.4%的La或La Y时,试样抗拉强度出现极大值,分别是906和983.5MPa,而当添加0.6%Y时,试样抗拉强度出现极大值1078MPa。添加0.2%La和Y时,试样延伸率出现极大值分别为17%和19.5%。添加La对W晶粒的抑制作用不明显,添加0.4%Y后对W晶粒长大的抑制作用较为明显,W晶粒尺寸从原来的15～20μm减少到10～15μm,W晶粒由不加稀土时的球形变为近球形或多边形,且随稀土含量的增加其影响作用更明显。La,La Y,Y同W,Ni,Fe3种元素在晶界上分别形成了W12.95Ni3.42Fe1.93La27.51,W13.61Ni2.61Fe1.07Y20.52La25.27,W13.07Ni2.96Fe1.52Y23.65(摩尔比)的中间相。添加稀土元素后,使得W在粘结相中的溶解度明显下降,由58.65%下降为添加0.4%La Y时的29.86%。当添加相同含量的稀土元素时,对合金性能影响程度的大小顺序是Y>La Y(混合稀土)>La。

镧-钇对纳米粉90W-Ni-Fe合金显微组织和性能的影响

以喷雾干燥-H2还原法制备的纳米级90W-7Ni-3Fe复合粉末为原料，研究稀土La-Y含量对试样烧结特性的影响，采用高倍SEM和金相仪器分别对断口进行形貌观察和W晶粒测试；对烧结样的相对密度、抗拉强度、延伸率等性能进行测定与分析。结果表明：不添加稀土La-Y时，试样在液相烧结时容易出现孔洞和气泡，导致力学性能偏低；添加0．4％稀土La-Y（质量分数）时，合金的相对密度、抗拉强度和延伸率分别为99．4％、983．5MPa和15．2％1添加0．4％La-Y后，在相界或晶界上形成了W13.61 Ni2.61 F01.07 Y2052 La25.27On的中间相，阻止了W原子在粘结相中的扩散，阻碍了W晶粒长大，W晶粒由原来的20-25μm减少到12～15μm。

稀土Y对纳米粉90W-Ni-Fe合金性能和微观结构的影响

采用SEM和金相仪器对添加不同Y量的纳米粉90W-7Ni-3Fe合金试样断口进行形貌观察和W晶粒测试;并对烧结态试样的相对密度、抗拉强度、延伸率等性能进行测定与分析。结果表明:当Y量在0.2%~0.6%(质量百分数,下同)时,试样相对密度为99.2%~99.6%,抗拉强度为1000MPa^1100MPa,延伸率为16%~19.5%;添加0.4%Y后,W晶粒从原来的20μm^25μm减小到12μm,W晶粒形状由不加稀土时的球形变为近球形或多边形。添加0.4%Y后,在界面上形成了W13.07Ni2.96Fe1.52Y23.65Ox(摩尔数比)的中间相,其阻止了W原子在粘结相中的扩散,阻止了W晶粒长大,细化了W晶粒,提高了合金的性能。

90W-Ni-Fe合金的水基体系凝胶注模成型制备及性能

以工业级钨粉、镍粉和铁粉为原料,采用凝胶注模成型技术制备90W-Ni-Fe合金。研究了分散剂含量和固相体积分数对金属浆料黏度的影响,并对素坯的抗弯强度以及脱脂、烧结进行了分析。结果表明,90W-Ni-Fe金属浆料的黏度随着分散剂添加量的增加先降低后升高,随着固相体积分数的增加而增高。坯体抗弯强度随着单体交联剂比例的增大呈现出先升高后降低的趋势,固相体积分数为45%时坯体的抗弯强度最高。素坯脱脂后在1 445℃烧结1.5 h,获得了密度为16.93 g/cm^3的烧结体,其致密度高达98.72%。

旋转锻造加工高比重W-Ni-Fe合金的退火工艺研究

使用粉末冶金工艺制备Ni/Fe为7∶3的W-Ni-Fe高比重钨合金,在使用旋转锻造方法进行形变强化后进行热处理。结果表明,锻造态W-Ni-Fe合金经过一定温度的锻后退火,强度有所提高,而塑性下降。样品的强度在一定的退火温度和保温时间范围内能得到提升,更高温度和更高时间的保温会使样品强度下降。不同钨含量的W-Ni-Fe合金,强度提升最大的退火温度和时间条件不同。SEM图像显示,退火前样品钨颗粒因旋转锻造变形呈现长条状织构,退火后钨颗粒的形状无明显变化。这些现象说明,锻造变形的合金样品经过锻后退火发生应变时效现象,使强度得到提升。研究明确了不同钨含量的W-Ni-Fe合金最佳的锻后退火工艺参数。

粗颗粒钨粉对90W-Ni-Fe钨合金烧结变形与组织性能的影响

在原材料粉末中添加20μm的粗颗粒钨粉,用粉末冶金法制备了圆柱状90W-Ni-Fe钨合金。通过测量钨合金烧结坯椭圆状横截面长短轴的尺寸,对烧结变形进行了定量分析;采用准静态拉伸试验对合金的力学性能进行了测试;通过光学金相、扫描电镜对合金组织形貌进行表征。结果表明：添加粗颗粒W粉能明显降低合金烧结变形,粗颗粒钨粉添加量占钨粉总量80%时,圆柱状钨合金投料可降低约20%,明显提高材料利用率;当粗颗粒W粉含量在70%~90%之间时,合金抗拉强度约950 MPa,延伸率约20%,与未添加粗颗粒钨粉的传统90W-Ni-Fe钨合金相比,其强度提高约30MPa,延伸率降低了28.5%,这与添加粗颗粒W粉的钨合金的穿晶断裂方式,以及合金界面结合强度低、黏结相分布不均匀等有关;添加粗颗粒钨粉的钨合金微观组织中的钨晶粒形状不太规则,存在粒径超大的钨晶粒。

工艺参数对5A90铝锂合金扩散连接质量的影响规律

采用金相显微镜、扫描电镜和真空热压烧结炉等设备探究了5A90铝锂合金的扩散连接工艺。结果表明,在扩散连接过程中,随着温度的升高和保温时间的延长,试样中白色强化相增多,空洞减少,焊合度明显提高。剪切强度随扩散连接温度的提高而降低,随保温时间的减少而降低,进而使连接强度降低;这主要是由于扩散温度及保温时间对原子扩散过程产生影响。试样界面15μm的粗糙度避免了氧化铝薄膜的过厚,并保证了扩散连接时接头处的局部接触,使氧化膜破裂,得到最佳接头质量。典型参数下的断裂发生在母材中,以穿晶断裂为主要断裂形式,证明了5A90铝锂合金扩散连接接头的可靠性。通过对比分析,得到扩散连接最佳工艺参数为:连接温度540℃、保温2.5 h、表面粗糙度15μm。

W-Ni-Fe高密度合金的微波烧结

研究90W-7Ni-3Fe高密度合金的微波烧结工艺,探讨烧结温度和烧结时间等工艺参数对合金密度和力学性能的影响,并对W晶粒的生长规律进行分析。结果表明:该合金的微波烧结升温速度快,烧结周期短;微波烧结促进合金固结,在1480℃,5min条件下,获得相对密度为99.24%、拉伸强度为925MPa和伸长率为23.64%的样品;在短时间内烧结时,微波烧结样品的W晶粒尺寸小于常规烧结的,但微波烧结样品的生长速率更快,微波烧结不宜过度延长烧结时间。

高密度W-Ni-Fe合金的研究进展

从制粉、烧结和强化等工艺对高密度W-Ni-Fe合金性能影响的角度简述了近年来国内外在高密度W-Ni-Fe合金方面的研究进展,探讨了该合金制备技术的发展趋势。认为溶胶-凝胶法和电场活化烧结由于各自的特点,有望成为制备钨基合金研究的新热点。指出在烧结钨基合金的后续强化处理方法中热静液挤压和表面渗碳处理优势较为明显,值得进一步深入研究。

微波烧结W-Ni-Fe高比重合金及其机理研究

对90W-7Ni-3Fe高比重合金微波烧结工艺进行了系统的研究,比较了合金在2种温度下的微波烧结与常规氢气烧结工艺的性能。结果表明:微波液相烧结比固相烧结效果好,但微波烧结试样的各项性能均低于常规烧结。微波液相烧结相对密度97.5%要比常规烧结相对密度99.2%低;前者的布氏硬度2500MPa低于后者的2600MPa;前者的抗拉强度694.21MPa低于后者的776.97MPa。1460℃微波固相烧结的性能明显偏低,其内部组织疏松且有大量孔洞,但其外层却相当致密,微观组织也较均匀;1480℃微波液相烧结的内部组织整体比较均匀,但致密化程度较低,其粘结相分布不均匀,断裂多为沿晶断裂,只有少量穿晶断裂。

机械合金化W-Ni-Fe纳米复合粉的制备及结构研究

W、Ni、Fe粉末按照 91 16W 6 5 6Ni2 2 6Fe和 95W5Ni的成分配比进行了机械合金化 (MA) ,通过调整球磨转速、球磨时间等工艺参数研究了其对粉末结构的影响。并对机械合金化粉末的物相、合金化特性、晶粒尺寸、点阵畸变及粉末形貌和颗粒度作了测定和分析讨论。机械合金化使晶粒细化并产生孪晶和位错 ,有利于原子扩散形成过饱和固溶体和非晶 ;高的球磨能有利于形成非晶相、晶粒细化和点阵畸变 ,35 0r min球磨 2 0h后晶粒尺寸可达 2 5nm ;输入的球磨能不同 ,粉末粒度的变化路径不同 ,但都会经历长大 ,变小和稳定三个不同阶段。

机械合金化制备W-Ni-Fe纳米-非晶材料

按照80.7W-13.2Ni-6.1Fe的原子分数,采用机械合金化(MA)方法,制备了W-Ni-Fe合金纳米晶和非晶相的混晶结构。结合XRD,利用近似内标法计算了球磨不同时间球磨粉中残留晶体W的体积分数和非晶相中的W含量,并分析了球磨过程中非晶形成的机制。结果表明:随球磨时间的延长,W晶粒不断细化,球磨60h,钨晶粒尺寸可达到10nm^20nm,非晶相的形成过程主要是Ni(Fe)首先溶入W中形成过饱和固溶体,球磨20h后形成W-Ni(Fe)非晶。过饱和固溶体的形成是由于携带较大晶界存储能的小粒子不断溶入W中,计算得到可固溶的临界Ni粒子尺寸约为3nm。由于Fe污染不断溶入W中,在球磨过程中,残留晶体W的体积分数不断减少,而非晶相中的W-Ni(Fe)比例基本保持恒定,为63W-37Ni(Fe)。

微波烧结W-Ni-Fe高密度合金的变形现象及显微组织

以还原钨粉、羰基镍粉和羰基铁粉为原料,采用微波烧结和常规液相烧结法制备90W-7Ni-3Fe高密度合金,对比研究该合金的变形现象及相对密度和硬度,并对合金样品顶部和底部区域的SEM照片进行分析。结果表明:在温度1 500℃和保温10 min的条件下,经微波烧结的合金变形现象得到有效控制,垂直收缩率偏差和水平收缩率偏差分别为0.21%和0.72%,而常规烧结的垂直收缩率偏差和水平收缩率偏差分别为1.23%和3.25%;微波烧结样品的相对密度为99.88%,略高于常规烧结的99.48%;微波烧结合金的硬度(HRC)比常规烧结高2.3,平均晶粒尺寸比常规烧结低5.88μm;并且,微波烧结样品顶部与底部的液相含量、接触度、晶粒尺寸以及硬度的差异均较小,表明微波烧结的合金晶粒细小、组织均匀。

放电等离子烧结W-Ni-Fe合金的显微组织与性能研究

采用高能球磨机制备了不同球磨时间的W-Ni-Fe高比重合金粉,采用XRD分析了粉末相的变化.应用放电等离子烧结技术制备了W-Ni-Fe合金.采用SEM和EDX对烧结合金的形貌、断口和成分进行了分析,并且用维氏硬度计测量了样品的硬度.结果表明,球磨20h的SPS W-Ni-Fe合金具有较好的显微组织,断裂方式表现为W晶粒的穿晶解理断裂和粘结相的穿晶延性断裂特征,并且具有较高的硬度.

微量稀土La对细晶W-Ni-Fe合金显微组织和性能的影响

采用喷雾干燥-热还原方法制备了纳米级93W-4.9Ni-2.1Fe复合粉末和添加了微量稀土La的复合粉末。研究了微量稀土La对合金性能和显微组织的影响。结果表明:微量稀土La的加入能够有效增加粉末的分散度;微量稀土La在合金中主要以中间相WxNixFexLax0x(摩尔比)的形式分布于粘结相中,该中间相在细化晶粒的同时对杂质元素Ca具有较好的亲和力,使合金性能得以提升。但随着过量La的增加,其生成的中间相容易在钨晶界和钨与粘结相的相界面上产生偏聚,降低了合金的界面结合强度,从而使合金性能降低。

纳米W-Ni-Fe高比重合金的研究

采用透射电子显微镜(TEM)和X射线衍射分析(XRD) ,观察化学共还原法制备的纳米W Ni Fe复合粉末,同时研究了添加纳米复合粉末对W95Ni3.5Fe1 .5高比重合金性能的影响。结果表明:共还原法制得的W Ni Fe复合粉末粒度在3 0nm左右,分布均匀,形状呈不规则状;当添加纳米复合粉末的质量所占比例为3 3 .3 %时,所制得的W95Ni3.5Fe1 .5合金密度、致密性最高,硬度亦较好,这与理论分析计算的添加纳米复合粉末的体积比为2 6%相一致。

稀土改性高密度W-Ni-Fe合金的研究现状及发展趋势

高密度W-Ni-Fe合金因其具备许多优异性能,作为一种重要的军民两用合金材料,广泛应用于国防军工、航空航天、先进制造业等众多领域。稀土元素作为工业的"维生素",因其独特的性质及活性,添加在合金中,能有效的抑制晶粒长大、细化晶粒组织和提高合金力学性能,已成为制备高强韧、超细晶钨合金的重要途径和研究热点。综述了国内外采用稀土元素及其氧化物强化细晶钨合金的研究进展,分析了目前存在的问题,并对未来进一步提高合金的性能提出了展望。

W-Ni-Fe高比重合金断口形貌研究

通过对W-Ni-Fe高比重合金力学性能差别很大的两组断口形貌进行分析,在一些高比重合金钨颗粒内发现有W-Ni-Fe的沉淀相,该沉淀相对合金力学性能的提高有益。沉淀相形成主要与成分配比以及烧结后期的真空处理有关。断口形貌可以反应高比重钨合金的烧结状况,而材料的力学性能与合金断口形貌又有很明显的对应关系,因此,要获得很高的力学性能,烧结及热处理工艺是十分重要的工序。

W-Ni-Fe系机械合金化过程中的相变及热力学和动力学研究

W,Ni,Fe粉末按照91.16W6.56Ni2.28Fe的成分配比进行机械合金化(MA)。用XRD确定物相,用TEM(JEM-2000CX型)观察微观形貌和显微结构。并对机械合金化粉末的物相、颗粒尺寸、晶格畸变作了分析讨论。MA可以使W-Ni-Fe系形成纳米晶超饱和固溶体和非晶。参照Miedema半经验理论模型,计算了该合金系的相变驱动力,热力学分析指出该合金系不存在发生非晶化反应的化学驱动力。应用固态反应模型解释了MA过程非晶形成的热力学可能性,在MA过程中,非晶的形成并不绝对要求体系ΔHmix<<0和DB>>

压制压力对微波烧结W-Ni-Fe高密度合金性能的影响

以还原钨粉、羰基镍粉和羰基铁粉为原料,研究了压制压力对微波烧结90W-7Ni-3Fe高密度合金性能的影响,并对分别在1480℃和1460℃烧结的合金性能进行对比分析。实验结果表明:微波烧结W-Ni-Fe高密度合金的密度和力学性能随压制压力升高而升高,在600MPa时达到最大,随后迅速下降。在1480℃进行微波烧结的合金,其各项性能明显高于在1460℃烧结的,例如,在600MPa时,前者的相对密度为97.5%,而后者为96.3%;前者的断口存在穿晶断裂,后者则沿晶断裂明显。