混合实验法在W-Ni-Cu合金组分设计中的应用

采用极端顶点设计法设计W-Ni-Cu合金组分,将组分自变量与相对应的性能因变量(相对密度、显微硬度、抗弯强度)进行回归分析和规划求解,同时采用冷压烧结法制备不同组分的W-Ni-Cu合金,测定合金的密度、显微硬度和力学性能,研究组分对合金性能的影响。结果表明:回归方程复相关系数R^2=1,方程精确度高;合金性能随组分变化而呈规律变化;当Ni含量与Cu含量(均为质量分数)分别为3%和5%时,合金的综合力学性能最佳:相对密度为94.295%、显微硬度286.55、抗弯强度931.51 MPa。W-Ni-Cu合金的相对密度计算值与实验结果的误差为-0.45%~0.06%,显微硬度计算值与实验结果的误差为-8.48%~4.46%,抗弯强度计算值与实验结果的误差为-5.19%~4.15%。误差很小,说明混合实验和极端顶点设计法能优化W-Ni-Cu合金组分,并可靠预测合金性能。

HIP对65WNiCu合金力学性能的影响

研究了W含量为65%(质量分数)的两种不同Ni与Cu质量比的钨合金,m(Ni)∶m(Cu)=1(和m(Ni)∶m(Cu)<1(,在1050℃下对两种合金进行了热等静压(HIP),测试了烧结态和HIP态的密度、拉伸强度以及伸长率并做对比,HIP后两种合金的致密度均约为100%,抗拉强度分别达到750MPa和760MPa,伸长率分别达到18.5%和19.0%。

选区激光熔化成形W-Ni-Cu的成形工艺及热物理性能

为了研究W-Ni-Cu合金选区激光熔化技术(SLM)直接成形工艺及其热物理性能,设计了以激光功率、扫描速度、扫描线长度、搭接率为变量的工艺实验,研究各参数对致密度的影响,采用SEM、热分析仪、差式扫描量热仪、热-机械分析仪研究合金的微观组织、导热率与热膨胀系数。结果表明:选择合理的优化工艺参数,W-Ni-Cu(SLM)成形致密度最高达到94.5%;微观组织为难熔相W发生了桥接与团聚,基体相CuNi呈网络状包裹于W相周围;测试试样所加载热流平行于烧结成形方向时,导热系数与热膨胀系数分别是120.314 0W/(m·K)及7.16×10-6/K,加载热流方向垂直于烧结成形方向时,导热系数与热膨胀系数分别是99.257 2W/(m·K)及7.02×10-6/K。不同方向成形测试件导热系数和热膨胀系数的差异是由难熔相W在CuNi相中的分布以及孔隙数量决定的。采用选区激光熔化成形技术可以成形性能较好的W-Ni-Cu合金。

低温热压+高温无压烧结制备W-Ni-Cu支撑杆材料的组织与性能

采用低温热压+高温无压烧结和冷压烧结工艺,以钨、镍和铜粉末为原料,制备用于硬质合金刀具的W-Ni-Cu支撑杆合金试样,用SEM、XRD、布氏硬度计和万能力学试验机对比分析硬质合金的组织、相组成、抗弯强度和布氏硬度。结果表明,与冷压烧结工艺相比,低温热压+高温无压烧结制备W-Ni-Cu合金的组织较致密、晶粒细小。冷压烧结W-Ni-Cu合金组织中的脆性相、孔隙与脆性界面相使其发生沿晶断裂,抗弯强度较低而布氏硬度较高。低温热压+高温无压烧结制备W-Ni-Cu合金组织中的韧性相、韧性界面相、细小晶粒与低孔隙率均提高其抗弯强度并降低布氏硬度,主要发生穿晶断裂。