梯度結構鎢基高密度合金的研究.pdf

1、由于具有良好的力學性能以及無放射性污染的特點，鎢基高密度合金(WHAs)有望取代貧鈾合金作為穿甲彈的彈芯材料。然而其穿甲效果受制于鎢合金穿甲過程中形成的“蘑菇頭”。受到梯度硬質合金材料的啟發(fā)，本研究將鎢合金材料設計成梯度結構以期能夠明顯提高其穿透能力。
　　本文首先對梯度組元進行了選擇設計。將添加了Co、Cr、Mn、Ti、 Mo和Sn合金元素的W-Ni-Fe合金生坯與93W-4.9Ni-2.1Fe的生坯疊加在一起組成燒結偶進行液相

2、燒結，發(fā)現Mn和Cr容易氧化而在鎢合金中形成孔洞不利于在常規(guī)燒結中獲得高性能的鎢合金，Ti在氫氣中容易發(fā)生吸氫放氫反應而產生大量孔洞，同樣在氫氣氣氛下難以獲得理想的性能。而Co和Sn在體系中擴散能力較強，容易在燒結過程中得到均質的結構，無法獲得梯度鎢合金。作為鎢合金中的常用添加元素Mo，與鎢能夠無限固溶，在鎢合金體系中擴散較慢，因此適合作為誘導梯度形成的添加元素。
　　本文研究了梯度結構鎢基高密度合金的制備工藝，在1500℃，氫氣

3、氣氛下，通過成分為93W-4.9Ni-2.1Fe與成分為88W-5Mo-4.9Ni-2.1Fe的壓坯組合燒結，能得到明顯的晶粒尺寸與粘接相梯度分布的組織，晶粒尺寸由富鉬區(qū)的16μm過渡到貧鉬區(qū)的23μm，粘接相體積從富鉬區(qū)的18.5％過渡到12.5％。其顯微硬度也分別從富鉬區(qū)的374HV過渡到貧鉬區(qū)的242HV。而鉬元素的梯度分布是引起晶粒尺寸和粘接相梯度分布的原因。
　　晶粒尺寸梯度和成分梯度對鎢合金再燒結液相重新分配的研究表明