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。

稀土元素钇对纳米级W-Ni-Fe复合粉末制备的影响

以喷雾干燥法制备的(W,Ni,Fe)复合氧化物粉末为原料,采用700℃,保温90 min的条件进行还原;研究了不同稀土Y含量对还原制备纳米级W-Ni-Fe复合粉末性能的影响;采用XRD及高倍SEM分别对所制备的复合粉末进行了物相分析、晶粒尺寸测试和形貌观察;并对所制得复合粉末的Fsss粒度、比表面进行了测定与分析.结果表明:不加稀土Y时还原粉末由W和y-(Ni,Fe)两相组成,添加一定量稀土Y的还原粉末有W,y-(Ni,Fe)和Y(Ni0.75W0.25)O3三相组成;当Y的质量分数在0%～0.8%范围内(占90W-7Ni-3Fe复合粉末的质量分数),随着Y含量的增高,粉末dBET粒度由96.6 nm降到45.2 nm,粉末Fsss粒度由0.64 μm降到0.28μm,粉末晶粒尺寸由26.1 nm降到19.8 nm;未添加稀土Y时粉末颗粒为球形,添加一定量的稀土Y,粉末颗粒变为近球形或多面体;添加一定量的稀土Y不仅可以有效地抑制晶粒的长大,还可以在一定程度上提高粉末的分散性.

粉末装载量对W-Ni-FeMIM合金喂料粘度及力学性能的影响

对粉末装载量对ＷＮｉＦｅＭＩＭ合金喂料的粘度及力学性能的影响进行了研究，发现喂料粘度随粉末装载量的升高而增大，但不同粉末装载量喂料的应变敏感性因子基本一致，呈现基本相同的假塑性体流变行为。ＷＮｉＦｅ喂料存在一最佳粉末装载量，此时合金力学性能最好，低于或高于这个粉末装载量都使得合金力学性能降低。

微量Y_2O_3对细晶W-Ni-Fe粉末烧结行为和显微组织的影响

采用喷雾干燥-热还原的方法制备纳米级93W-4．9Ni-2．1Fe复合粉末和微量稀土掺杂的复合粉末，研究微量稀土掺杂对烧结致密化和晶粒尺寸的影响。结果表明：微量稀土掺杂能有效地降低该复合粉末的晶粒尺寸，并能改善粉末的分散度；纳米级复合粉木在1380～1410℃液相烧结可实现材料的近拿致密化，比同种成分的传统钨合金的烧结温度降低了120℃左右，合金的相对密度可达99％以上；但微量稀士掺杂对烧结的致密化有一定的抑制作用；同时微量稀土元素对合金的晶粒尺寸的抑制作用主要发牛在液相烧结阶段。

W-Ni-Fe重合金的注射成形工艺

研究了９７Ｗ２Ｎｉ１Ｆｅ重合金喂料的流变学行为，测定了该合金注射成形试样的力学性能和烧结收缩率。结果表明：９７Ｗ２Ｎｉ１Ｆｅ重合金喂料的流变行为可用假塑性体来描述，产品的屈服强度达６４９ＭＰａ，断裂强度达９３６ＭＰａ，延伸率为１１４％，硬度为ＨＲＣ３１，其力学性能优于传统压制／烧结工艺产品，且烧结收缩基本各向同性，产品尺寸偏差范围为±００２ｍｍ。

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)。

W-Ni-Fe纳米晶粉末的流变特性(英文)

研究了Ｗ－Ｎｉ－Ｆｅ纳米晶粉末的注射成形（ＭＩＭ）。纳米晶粉末采用机械合金化（ＭＡ）的方法制备，然后将这种纳米晶粉末与蜡基粘结剂混合以制备出喂料。讨论了ＭＡ球磨时间、纳米粉末的体积装载量和实验温度对喂料流变行为的影响。结果表明，随球磨时间增加，喂料粘度降低，粘度对剪切速率的敏感性也降低。因此，随球磨时间增加，喂料的流动性和成形性变好。随粉末装载量增加，喂料粘度呈非线性增加。喂料粘度与粉末装载量的关系为： ，其中ｎ＝０．６８。粉末经球磨后，粘度变化随温度和剪切速率的变化不大。因此，注射温度和注射速度的变化对ＭＩＭ产品的质量影响不大。

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。

W-Ni-Fe复合氧化物粉末的还原工艺

利用两阶段还原法对W Ni Fe复合氧化物粉末进行还原,控制还原工艺的参数制得纳米级W Ni Fe复合粉末。采用XRD对粉末进行物相分析,并计算晶粒尺寸;采用高倍SEM观察粉末形貌;对复合粉末的费氏粒度、比表面面积、氧含量等进行测定与分析,研究还原温度和还原时间对粉末性能的影响。研究结果表明:当还原温度高于600℃时制得的复合粉末由W和(Ni,Fe)两相组成;粉末颗粒呈球形或近球形;还原温度和还原时间都对W Ni Fe复合粉末的性能有显著影响,当还原温度为700℃,还原时间为90min时,制备的颗粒为平均费氏粒度低于0.65μm,平均BET粒度小于100nm,晶粒粒径小于30nm,粉末氧含量小于0.23%的纳米级W Ni Fe复合粉末。

La-Y对纳米级W-Ni-Fe复合粉末制备的影响

以喷雾干燥法制备的(W,Ni,Fe)复合氧化物粉末为原料,采用700℃,保温90min的条件进行还原,研究了La-Y含量对还原制备纳米级W—Ni—Fe复合粉末特性的影响;采用XRD及高倍SEM分别对所制备的复合粉末进行了物相分析、晶粒尺寸测试和形貌观察;并对所制得复合粉末的Fsss粒度、比表面进行了测定与分析。研究结果表明:不加La-Y时还原粉末由W和γ-(Ni,Fe)两相组成,添加一定量La—Y的还原粉末有W,γ-(Ni,Fe),Y(Ni0.75W0.25)O3和La(Ni0.75W0.25)O3四相组成;当La.Y的质量分数在0～0.8％范围时(占90W-7Ni-3Fe复合粉末的质量分数),随着La—Y含量的增加,粉末dBET粒度由96.6降到50.3 nm,粉末Fsss粒度由0.64降到0.33 μm,粉末晶粒尺寸由26.1降到22.2 nm;未添加La-Y时粉末颗粒为球形,添加一定量的La-Y,粉末颗粒变为近球形或多面体;添加一定量的La—Y不仅可以有效地抑制晶粒长大,还可以在一定程度上提高粉末的分散性。

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。

稀土Y对超细W-Ni-Fe复合粉末制备效果的影响

采用溶胶-喷雾干燥-氢还原法制备含稀土Y的超细90W-7Ni-3Fe复合粉末,通过X射线衍射仪分析其还原过程中的粉末物相变化,并用扫描电子显微镜观察所制粉末的大小和形貌,研究稀土Y对超细复合粉末制备效果的影响。结果表明:经600℃煅烧2 h的前驱体粉末中稀土Y以复合氧化物Y2W3O12的形式存在,Y含量对稀土复合氧化物的组成有很大影响,采用450℃/30 min+750℃/90 min的两步法进行还原,稀土Y的含量为5%时,稀土Y最终以Y2WO6的形式存在;稀土Y的含量为10%及20%时,稀土Y均以Y2WO6和Y6W2O15两种低价复合氧化物的形式存在。Y含量越大,粉末粒度越细。

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。

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。

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。

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>>

CrNi3MoVA钢表面电火花沉积W-Ni-Fe-Co涂层的摩擦磨损性能

为进一步拓展火炮身管内膛强化手段,采用粉末冶金技术制备了W-Ni-Fe-Co合金,利用电火花表面沉积技术在CrNi3MoVA钢表面沉积了W-Ni-Fe-Co涂层,同时利用电镀技术在CrNi3MoVA钢表面制备了硬Cr涂层与之进行比较,用纳米压痕仪和摩擦磨损试验机研究了涂层的摩擦磨损性能,并利用XRD、SEM和EDS研究了沉积态和磨损后涂层的相结构、形貌及成分。结果表明电火花沉积W-Ni-Fe-Co涂层由α-W、γ-Fe和NiWO4组成,α-W在涂层中呈白亮带分布;W-Ni-Fe-Co涂层的硬度较电镀硬Cr涂层降低了18%,弹性模量较电镀硬Cr涂层提高了4%;W-Ni-Fe-Co涂层的磨损机制为轻微的粘着磨损,而电镀硬Cr涂层为严重的粘着磨损;CrNi3MoVA钢表面沉积W-Ni-Fe-Co涂层较电镀硬Cr涂层具有明显的减摩耐磨效果,随着摩擦速度的增加,W-Ni-Fe-Co涂层的摩擦系数降低,其原因是磨损表面氧化加剧,氧化物的自润滑作用加大。