EDXRF法测定W-Mo-Ni-Fe合金组分

介绍了用能量色散X射线荧光光谱法（EDXRF）同时测定W—Mo—Ni—Fe合金组分的分析方法。当W、Mo、Ni和Fe的质量分数依次为70％～90％、7％～21％、2％～6％和1％～3％时，其测量结果的相对标准偏差依次不大于0．5％、1．5％、3％和4％。该方法快速、简便。

冷轧和再结晶退火对Ta-2.5W合金组织和力学性能的影响

采用电子束熔炼法制备了Ta-2.5W合金,研究了18.8%、48.5%和75.8%不同冷轧变形量对Ta-2.5W合金显微组织和力学性能的影响,并研究了退火对冷轧Ta-2.5W合金显微组织、性能及织构的影响。结果表明:随着变形量的增加,合金的晶粒不断压扁拉长,变形量75.8%时已经形成明显的纤维组织,合金的硬度和强度随着变形量的增加不断提高,原因是加工硬化。开始变形时合金组织中形成{111}<110>、{111}<121>织构,随着变形量增加,开始出现{100}<110>织构,{111}<121>织构逐渐消失,当变形量达75.8%时主要为{100}<110>织构,只剩下较少的{111}<110>织构;随着退火温度的升高,合金的纤维状组织开始逐渐消失,出现大量的等轴晶粒,发生了再结晶,晶粒尺寸、分布更为均匀,织构强度逐渐降低;1450℃退火保温1 h后,合金再结晶比例达到95.7%,已基本完成再结晶,此时合金中的织构强度大幅降低,约为冷轧态时的50%;退火后合金的强度降低,但塑性显著增加,有利于其后续变形加工。

Al⁃W合金燃料的氧化过程及性能提升机理

为阐明Al‐W合金燃料氧化性能的提升机理,结合铝热还原与超高温气雾化法制备Al‐20W与Al‐30W合金燃料,并通过热重/差热热分析、X射线衍射仪、扫描电子显微镜/能量色散谱仪对其氧化过程进行研究。结果表明,Al‐20W与Al‐30W合金燃料均含有亚稳态Al/W合金相,随温度升高Al/W合金相的种类与形态发生转变。2种合金燃料具有优于单质Al燃料的氧化性能,分别在1300℃与1500℃完全氧化,氧化产物WO_(3)全部挥发。W的存在提升了Al‐W合金燃料的氧化性能,机理为WO_(3)的挥发提供O_(2)扩散进入颗粒内部的通道;WO_(3)作为“氧运输船”向单质Al传输O,促进单质Al的氧化;WO_(3)发生进一步的化学反应,最终以气态形式挥发,促进含W相的氧化。

时效时间对Ni-W-Al-Ti高密度合金组织与性能的影响

基于面心立方结构及细小弥散相强化原理,设计了一种新型Ni-W-Al-Ti高密度合金(密度为10.8 g·cm^(-3)),将其在750℃下进行不同时间(0,8,16,24,32 h)的时效处理,研究了时效时间对合金显微组织和拉伸性能的影响。结果表明:时效处理后,Ni-W-Al-Ti高密度合金中析出了长程有序的D1_(a)型Ni_(4)W和L1_(2)型Ni_(3)Al强化相,随着时效时间延长,Ni_(4)W相尺寸增大,形状由球状变为椭球状,Ni_(3)Al相数量增多;随着时效时间延长,合金的屈服强度先增加后趋于稳定,抗拉强度无明显变化,断后伸长率减小;当时效时间为24 h时,合金的屈服强度最大,为740 MPa,抗拉强度和断后伸长率适中,分别为886 MPa,9%,综合拉伸性能较佳。

W元素对单晶合金TLP扩散焊微观组织与性能的影响

为了研究W元素在单晶合金TLP扩散焊过程中的作用机制,采用两种自主设计的镍基钎料钎焊DD6单晶高温合金,分析了W元素对焊缝显微组织和高温性能的影响.结果表明,含W钎料在DD6钎焊时的等温凝固过程较缓慢,在1 220℃钎焊120 min后才可完成等温凝固,不含W钎料所形成的焊缝存在骨架状富Cr,Ni和W的化合物,而添加W元素后焊缝中主要存在块状W,Cr和Ni化合物,钎焊30 min后,不含W钎料所形成的焊缝性能较高,随着钎焊时间的延长,两种钎料的接头高温抗拉强度均明显提升,且含W钎料的提升速率高于不含W钎料,表明在焊缝完成等温凝固后,W元素对焊缝具有明显的强化作用.采用含W钎料的DD6单晶焊缝1 000℃的高温强度可达到639 MPa,约为母材强度指标的90%.

Ni、Fe含量对90Mo-Ni-Fe合金性能的影响

为改善95Mo-Ni-Fe合金烧结致密化过程中晶间脆性的现象,本文研究合金中Ni、Fe含量对90Mo-Ni-Fe合金的影响,同时在此基础上通过添加少量MoB进行性能强化。以Mo、Ni、Fe的金属氧化物为原料,制备了微米级的90Mo-Ni-Fe复合粉体,并采用粉末冶金法烧结,对比了不同Ni、Fe含量90Mo-Ni-Fe合金的致密化程度、显微组织及力学性能的差异。结果表明:Fe含量的增加可以抑制90Mo-Ni-Fe合金中Mo晶粒的长大,同时减少晶间脆性金属间化合物的形成;90Mo-5Ni-5Fe合金的硬度和弯曲强度最高可达到655HV和613 MPa。结合合金断口形貌分析,脆性金属间化合物的存在恶化了界面性能,导致材料的弯曲强度降低。另外,添加2%MoB后,90Mo-5Ni-5Fe合金的相对密度和硬度分别提高为98.00%和861HV。

Ta-10W合金材料切削加工技术研究

Ta-10W合金由于其优异的耐高温、抗腐蚀等性能被广泛应用于航空航天、化工等领域,但其性能特殊,具有导热性差、易加工硬化等特点,切削加工性能较差。针对钽钨合金的性能分析了影响其切削加工性的主要因素,并通过选择合适的切削刀具和工艺参数设置,有效改善了钽钨合金的切削加工性。

激光熔覆CoCrFeNiWx高熵合金涂层的组织及性能

目的研究W含量对激光熔覆CoCrFeNi高熵合金涂层组织及性能的影响。方法采用RFL-C1000光纤激光器在45#钢表面制备CoCrFeNiWx(x=0、0.2、0.4、0.6、0.8)高熵合金涂层,利用光学显微镜、X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、显微硬度计、摩擦磨损试验机等,对熔覆层的宏观形貌、微观组织、显微硬度和摩擦磨损性能进行分析和测试。结果熔覆层与基材之间的润湿性较好。随着W元素含量的增加,涂层由单一的FCC相转变为FCC相+μ相(Fe_(7)W_(6)、Co_(7)W_(6)),微观组织由胞状晶转变为树枝晶,晶粒尺寸减小,且在x=0.8时出现了明显的共晶组织和大量μ相沉淀。熔覆层的显微硬度随着W含量的增加而增大,x=0.8时,熔覆层具有最高的显微硬度,达到432.02HV0.3,约为基材硬度的2.1倍,为CoCrFeNi熔覆层硬度的2.2倍。x=0.6时,涂层磨损量最小,仅为CoCrFeNi涂层磨损量的30.85%,平均摩擦因数最低,约为0.311。随着W元素含量的增加,涂层磨损机制由黏着磨损和磨粒磨损转变为磨粒磨损。结论W元素的加入促进了μ相的生成,大幅提高涂层硬度,改善涂层的耐磨性能,强化机制为固溶强化、细晶强化和第二相强化。

球形Al-25W合金燃料粉末的氧化行为与能量性能

为了获得热氧化与能量释放性能优异的新型合金燃料,采用铝热还原与超高温气雾化结合的方法,制备了球形铝钨合金燃料粉末(Al-25W),对其物相结构、氧化行为及能量性能进行了研究。结果表明,球形Al-25W合金粉末颗粒内部的亚稳态Al/W合金相均匀分布在单质Al基体中,且通过稳定化处理后亚稳态Al/W合金相转变为Al12W相,并对外释放能量。球形Al-25W合金粉末具有比单质Al粉更高的氧化放热量与氧化增重,能在1400℃空气中完全氧化,且W原子全部氧化为WO3并以气态形式挥发,残留氧化产物仅为Al2O3。球形Al-25W合金粉末的实测体积燃烧焓超过单质Al粉的理论体积燃烧焓(83000 J·cm^(-3)),可达(83132.1±608.5)J·cm^(-3),且剧烈燃烧时生成气态燃烧产物WO3。

难熔多组元Ti−Nb−Zr−W合金随成分变化弹塑性和扩散性能的高通量探索

组合材料合成和分析方法能够很好地描述Ti−Nb−Zr−W体系难熔多元合金的弹塑性和扩散特性。在1273 K温度固溶退火25 h后制备6组Ti−Nb−Zr−W四元扩散偶,并对其开展电子探针显微分析和纳米压痕测试。随后,采用Oliver−Pharr和反向分析算法等方法获得Ti−Nb−Zr−W体系宽广成分范围的随成分变化弹塑性。此外,采用机器学习和实用高效数值回归方法分别建立Ti−Nb−Zr−W体系体心立方相的弹塑性和互扩散系数数据库。同时,提出由杨氏模量与主互扩散系数之比所定义的热加工性能参数来评估热加工过程行为。最后,讨论难熔多元合金的耐磨性并进行实验验证。结果表明,低钨含量的富Ti难熔多元合金具有高硬度、良好的耐磨性、高应力和良好的热加工性能,而高钨含量并不能改善富Ti难熔合金的弹塑性。

Ta/W比对一种粉末高温合金相组成和形貌的影响

提高Ta、W元素的含量是新型镍基粉末高温合金设计和研究的趋势。为了研究Ta、W元素交互作用对粉末高温合金组织的影响,设计了一种高(W+Ta)的粉末高温合金,在保持(W+Ta)的总量(7.5%,质量分数)和其他元素含量相同的情况下,合金的Ta/W比从4.0/3.5逐步下降到3.0/4.5。结果表明:Ta/W比的变化对合金的晶粒组织基本没有影响,对碳化物、γ′相的分布和含量影响不大,但强烈影响二次γ′相的形貌和尺寸。随Ta/W比的下降,二次γ′相的尺寸逐渐增大,形貌由近方形转变为不规则形状,甚至产生分裂趋势;γ′相和γ基体的晶格常数均减小,但γ基体晶格常数减小更多,导致合金γ′相/γ基体间错配度增大。W元素随着Ta/W比的降低从倾向分配在γ基体转变为分布在γ′相;除W外,Ta/W比对其他合金元素在γ′相/γ基体间的分配系数影响不大。

Pd-20W合金的热压缩变形行为和显微组织

采用Gleeble-3500热模拟试验机对Pd-20W合金进行热压缩试验,研究了合金在变形温度1000~1200℃、应变速率0.001~1.000s-1条件下的流变应力以及变形过程中的显微组织。结果表明,合金的流变应力在变形初期随着真应变的增大快速上升,出现峰值应力后逐渐下降并达到稳态或略有下降。该合金热压缩变形的流变应力行为可用Zener-hollomon参数来描述,拟合计算得到了该材料的形变激活能等参数,获得流变应力的本构方程。热压缩变形后合金组织呈现一定程度的协同变形特征,晶界动态再结晶趋势增强,合金的主要软化机制为动态再结晶,表现出典型的应变诱发晶界形核机制特点。

消弧装置CuW电极微观侵蚀仿真与实验

针对高速大电流下CuW电弧侵蚀斑点的形成和发展,基于纳维-斯托克斯方程(N-S方程)、麦克斯韦方程组构建二维轴对称磁流体动力学模型,考虑金属材料在高压作用下沸点迁移和蒸发带走的热量及金属蒸汽的反冲压力,描述CuW合金在电弧侵蚀下熔池形成的动态演变过程,通过等效热熔法描述金属相变,用动网格描述CuW电弧斑点侵蚀面演化,模拟CuW金属界面烧蚀过程,根据温度分布、烧蚀坑形貌分析电弧的热、力作用对Cu-W两相材料熔池溅射及侵蚀的影响。电弧光斑转移后,对比了不同Cu粒径大小的Cu(X)W合金的电弧侵蚀、熔池溅射过程。结果表明:在电弧侵蚀过程中,W相分布对熔池扩散有明显的抑制作用,Cu(2.0)W合金烧蚀过程中,溅射角度及速度可达52.5°和120 m/s,烧蚀形貌更为均匀,最大程度避免局部区域严重侵蚀而导致材料失效现象。在两Cu相光斑相距较近时,邻近侧熔融Cu液滴溅射角度会相应增大10°左右。与电弧烧蚀后合金的微观形貌进行比对,验证了模型的可靠性。

(V,Cr,W)C复合粉末对WC-11Ni硬质合金微观组织及力学性能的影响

以Cr_(2)O_(3)、WO_(3)、V_(2)O_(5)和炭黑为原料,采用碳热还原法在1500℃下反应2 h制备了(V,Cr,W)C复合粉末。采用XRD和SEM对(V,Cr,W)C复合粉末的相成分和显微组织进行了表征,研究了复合粉末的添加方式及含量对WC-11Ni硬质合金组织及力学性能的影响。结果表明,添加(V,Cr,W)C复合粉末的合金力学性能获得了显著提升,其抗弯强度、维氏硬度以及断裂韧性比未添加复合粉末的试样分别提高了19.97%、19.61%、12.18%。同时,添加(V,Cr,W)C复合粉末的合金性能优于添加(V,Cr)C复合粉末和添加WC+Cr_(3)C_(2)混合粉末的合金试样。另外,随着(V,Cr,W)C复合粉末添加量的增加,合金的抗弯强度、维氏硬度及断裂韧性均呈先增大后减小的变化趋势;当(V,Cr,W)C复合粉末的添加量为0.6%时,合金的抗弯强度、维氏硬度和断裂韧性达到最大值,分别为2835 MPa、1671 MPa、15.1 MPa·m^(1/2)。

w(Zn)/w(Mg)对Al-Zn-Mg合金组织和力学性能的影响

借助金相显微镜(OM)、透射电子显微镜(TEM)、维氏硬度计和电子万能试验机研究了w(Zn)/w(Mg)对新型Al-Zn-Mg合金组织和力学性能的影响。研究结果表明:当Zn、Mg总含量相近时,w(Zn)/w(Mg)降低,则Al-Zn-Mg合金的硬度提高,峰值时效时间缩短。当Zn、Mg总量减少,且w(Zn)/w(Mg)减小时,意味着合金中Mg含量相对较高,这同样提高了合金的峰值硬度,缩短了峰值时效时间。随着w(Zn)/w(Mg)从11.4降至6.1,合金晶内η′相数量密度增大,平均直径减小,η′相数量密度从66521μm^(-3)增加至118142μm^(-3),平均直径从4.3 nm降低至3.7 nm,合金的拉伸强度随之提高。当w(Zn)/w(Mg)为6.1时,合金T6态的抗拉强度、屈服强度和断后伸长率分别为447 MPa、397 MPa和18.9%。

铸态Mg-Zn-Y-Zr合金的耐蚀性研究

通过失重法、析氢法、电化学、扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)和能谱仪(energy dispersive spectrometer,EDS)等试验方法,研究了Zn元素对铸态Mg-xZn-0.5Y-0.5Zr(x=0.83%、1.56%和2.80%,质量分数)合金在模拟体液中耐蚀性的影响。研究结果表明:随着Zn含量的增加,3种合金中的W相(Mg3Zn3Y2)含量也增加;Zn元素含量为1.56%和2.80%的合金,沿晶界开始出现了I相(Mg2Zn6Y)。电化学结果表明Zn的添加使得合金的腐蚀电流密度从1.100 mA/cm^(2)降低到0.423 mA/cm^(2)。合金内部的电荷转移电阻从59.95Ω提高到165.35Ω,腐蚀速率降低到9.11 mm/a,此时抗腐蚀产物膜破裂的性能最好。此外,通过研究发现合金的腐蚀产物为MgO、少量ZnO和磷灰石。

3D打印Ta10W合金防护涂层失效因素分析

文章对3D打印Ta10W合金表面制备高温抗氧化防护涂层后在高温高压下工作时防护涂层出现脱落因素通过金相、SEM、EDS等方法进行分析,研究了3D打印Ta10W合金防护涂层在温度1700~1800℃,压力5~8 MPa高温高压下工作时防护涂层失效原因。研究结果表明,由于3D打印Ta10W合金表面粗糙且疏松,导致涂层与基体之间结合不牢固,在高温下涂层软化,当受到高压气流或液流冲击使涂层逐渐剥落。

LA103W镁锂合金TIG焊接接头组织与性能研究

采用钨极氩弧焊对5mm厚的LA103W镁锂合金板材进行焊接,研究LA103W镁锂合金的焊接质量、显微组织与力学性能。结果表明,焊接接头表面成型良好,焊缝中无超标气孔、裂纹等缺陷;接头的组织由α-Mg相和β-Li相组成,母材区和热影响区的β-Li相晶粒为等轴状,焊缝区和熔合区中含大量颗粒状和细针状的α-Mg相,熔合区中的α-Mg相均匀分布在β-Li相中,熔合良好,不易发生断裂。焊接接头的抗拉强度和延伸率均略低于母材,分别为母材的92.1%和90%。焊接接头的断裂方式为韧性-解理混合断裂,断裂在母材区。

SiC陶瓷与Ti合金的(Ag-Cu-Ti)-W复合钎焊接头组织结构研究

研究了在Ag,Cu,Ti粉末中加入W粉连接钛合金和SiC陶瓷的接头组织结构和接头状况。结果表明W颗粒均匀分布在钎缝的Ag相中,且未与Ag-Cu-Ti合金基体发生冶金反应,W颗粒的大小和形状基本上与加入前的粉末相当。在较低的钎焊温度和较短的钎焊时间下,能形成组织结构均匀、连接良好的复合接头,钎缝内Cu-Ti相较少,钎缝与钛合金界面形成了多层Ti含量呈梯度变化的Cu-Ti扩散反应层组成的扩散带。W的加入降低了接头热应力。而较高的钎焊温度和较长的钎焊时间,容易在近缝区的陶瓷中产生裂纹。由于扩散进入钎缝Ti量的增多,使得钎缝内形成很多长条形CuTi相组织,提高了与钎缝相邻的Cu-Ti扩散反应层的Ti浓度,并且钎缝内钛合金界面附近形成了没有W相的带状区域。

W含量对单晶镍基合金组织与性能的影响

通过对两种成分单晶镍基合金进行蠕变曲线测定,长期时效处理及组织形貌观察,研究了元素W含量对单晶合金组织与性能的影响。结果表明:在N i-A l-Cr-Ta-Co-x%W-5.5%Mo系单晶合金中,4wt%W合金在982℃,200MPa条件下,具有较长的蠕变寿命,随W含量增加到6wt%,合金的蠕变寿命明显降低。高W合金在有/无应力时效期间,析出针状μ相,使合金基体出现难溶元素的贫化区,是导致合金蠕变寿命降低的主要原因。其中μ相在(001)晶面沿<110>方向呈相互平行、或垂直的针状形貌析出,沿{111}晶面呈片状方式生长,且与γ′相相邻。