细晶W-Cu合金的制备及力学性能的研究

发布时间：2020-07-19 14:41

【摘要】：钨铜合金由于具有高密度和良好塑性等特点，被普遍认为是具有良好应用前景的药型罩材料。同时，药型罩材料的晶粒细化可以明显提高其破甲威力。可以预期细晶钨铜合金在药型罩应用上具有更好的前景。但是目前对于药型罩用钨铜合金的研究主要集中在钨颗粒粒径3μm以上钨铜合金上，对细晶钨铜合金的研究则较少。因此，对药型罩用细晶粒钨铜合金的制备及力学性能的基础研究显得尤为重要。本文以粒径为1.35μm的细钨粉为原料，通过冷等静压结合熔渗的方法制备细晶钨铜合金。主要研究了细钨粉钨骨架的压制工艺和钨骨架熔渗工艺对钨骨架及钨铜合金组织性能的影响。通过对不同工艺压制的钨骨架密度的测量以及不同工艺制备出的细晶钨铜合金的微观组织观察和准静态和动态力学性能的分析，优化了细晶钨铜合金的钨粉压制及钨骨架熔渗工艺参数。另外，本文还制备了不同铜含量(20wt.%~40wt.%)的细晶钨铜合金，研究了铜含量对细晶钨铜合金组织及力学性能的影响，同时还探讨了铜含量对其变形机理及破坏机制的影响。结果表明：对于纯钨粉的压制本文优选的冷等静压成形工艺为成形压力250MPa，保压时间20min；对于添加1wt.%诱导铜粉的钨铜混合粉，本文优选的冷等静压成形工艺为成形压力300MPa，保压时间20min，此成形工艺下添加诱导铜钨骨架的致密度为65.77%，熔渗后制备的细晶钨铜合金的密度为15.44g/cm3，合金致密度达到98.24%。添加诱导铜的钨骨架在制备过程中，诱导铜粉发生塑性变形，钨粉压制阻力减小，卸载后骨架弹性后效较小，防止骨架开裂，使得添加诱导铜粉的钨骨架密度随着成形压力和保压时间的变化较为稳定，骨架孔隙较为均匀。同时，在熔渗过程中，诱导铜粉的加入可以提高钨铜之间的润湿性，使细晶钨铜合金的致密度增加，抗压强度和断裂应变均提高。在1200℃~1500℃范围内，随着熔渗温度的提高，细晶钨铜合金的致密度、组织均匀性和动态及静态抗压强度增加，但是当熔渗温度达到1400℃以上，合金的组织及力学性能随温度的变化不大，1400℃~1500℃为最佳熔渗温度范围。对于铜含量在20wt.%~40wt.%的细晶钨铜合金，随着铜含量减少，细晶钨铜合金的抗压强度增大，塑性降低；细晶钨铜合金的变形及破坏机制随着铜含量不同而发生变化，当铜含量为40%时，细晶钨铜合金的变形主要集中在铜相中，铜相发生剪切破坏，随着铜含量的降低，合金变形方式由铜相主导变形逐渐转变为钨相主导变形，铜相协调变形，当铜含量为20%时，细晶钨铜合金的破坏方式变为钨相的绝热剪切破坏。
【学位授予单位】：北京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG146.411
【图文】：

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【参考文献】