范景莲
,
杨昌麟
,
龚星
,
丁飞
稀有金属材料与工程
研究了快速-热挤压工艺对细晶93W-4.9Ni-2.1Fe、细晶93W-4.9Ni-2.1Fe+0.03％Y以及传统粗晶93W-4.9Ni-2.1Fe合金的显微组织和力学性能的影响.结果表明:经过快速热挤压后,合金的综合力学性能较烧结态合金显著提高,而且初始晶粒尺寸对挤压后合金性能影响非常显著,在相同的挤压条件下,挤压态细晶93W-4.9Ni-2.1Fe+0.03％Y的抗拉强度达到1570MPa,延伸率为6.5％,硬度HRC45.2；而挤压态传统93W-4.9Ni-2.1Fe合金的抗拉强度、延伸率和硬度分别只有1260 MPa、5.6％和39.1.显微组织观察分析表明,与传统钨合金相比,在相同变形量的情况下,细晶93W-4.9Ni-2.1Fe+0.03 ％Y钨合金的纤维化程度更高,钨颗粒长细比达到6.8.TEM观察表明挤压后细晶钨合金的钨相形成了亚晶组织,而传统钨合金有大量位错缠结于钨相中；此外,由于充分的动态回复-再结晶,细晶和传统钨合金的粘结相位错密度很低.
关键词:
细晶93W合金
,
快速-热挤压
,
形变强化
范景莲
,
朱松
,
刘涛
,
田家敏
,
龚星
稀有金属材料与工程
采用喷雾干燥-氢气还原法制备超细/纳米晶W-20Cu(质量分数,％)复合粉末,粉末压坯直接从室温推入高温区烧结不同时间后直接取出水淬,研究其烧结致密化和显微组织的变化.结果表明,超细/纳米晶W-20Cu粉末在1000～1200℃烧结时发生迅速致密化.粉末压坯在1200℃烧结60 min,其材料致密度已达到96.4％.1420·C烧结90 min时致密度达到99％以上.1100～1420℃烧结时其烧结致密化活化能不断减小,从1100℃时的276.3 kJ/mol减小到1420℃时的29.1 kJ/mol.当温度低于1200℃时,W晶粒长大不明显,当温度超过1300℃时,W晶粒开始有明显长大.随温度的升高W晶粒发生显著球形化,1420℃烧结时发现其晶粒长大符合G3=kt的Ostwald机制,此时晶粒长大动力学系数K仅为0.024 μm3/min.
关键词:
W-20Cu
,
溶胶-喷雾干燥
,
超细/纳米晶
,
烧结行为
龚星
,
范景莲
,
刘涛
,
田家敏
,
黄伯云
,
李树奎
稀有金属材料与工程
利用分离式Hopkinson动态压缩装置对添加0.03%Y2O3(质量分数,下同)的细晶93W-4.9Ni-2.1Fe合金试样进行动态力学性能测试,观察分析了动态压缩后合金试样的显微组织.结果表明:在应变速率为1900 s-1下,合金沿着与冲击方向成45°的方向形成了明显的绝热剪切带,宽度10～25 μm.说明该合金对局部绝热剪切的敏感性大大提高且能在相对较低的应变速率下发生绝热剪切.同时位于剪切带中心区域的钨颗粒沿着其扩展方向被剧烈拉长成纤维状,表现出塑性流动局域失稳的特征.
关键词:
细晶钨合金
,
动态加载
,
绝热剪切带
范景莲
,
丁飞
,
曾毅
,
龚星
,
刘涛
,
田家敏
稀有金属材料与工程
研究了95W-3.5Ni-1.5Fe合金在400～1100℃范围内的高温拉伸力学性能及其断口特征,并分析了其断裂机制.结果表明:合金的抗拉强度及屈服强度均随温度升高而降低,延伸率和断面收缩率随温度升高呈现先增加后降低的关系,600℃时延伸率和断面收缩率达到最大值.对其断口分析结果表明:在400～600℃范围内,由于钨相发生了塑脆转变,钨颗粒塑性提高使得两相协调变形能力增强,合金塑性提高.而当温度升高到700℃以上,粘结相发生动态再结晶软化,钨相和粘结相界面结合强度大幅度下降,外加应力不能由粘接相传递到钨颗粒,其两相协调变形能力变差,导致合金强韧性急剧下降.
关键词:
95W-3.5Ni-1.5Fe合金
,
高温拉伸
,
断口形貌
,
断裂机制
范景莲
,
龚星
,
祁美贵
,
刘涛
,
李树奎
,
田家敏
稀有金属材料与工程
研究晶粒细化和添加微量稀土元素Y对93W-4.9Ni-2.1Fe合金在动态压缩状态下力学行为的影响,观察分析显微组织的变化.结果表明,93W-4.9Ni-2.1Fe合金在高应变率加载下会出现应变硬化和热软化现象,合金强度和延性随着应变率的增大而增加;与传统W-Ni-Fe合金相比,细晶W-Ni-Fe合金在高应变率下具有更高的合金强度和延性,同时能在较低应变率下形成明显的局部绝热剪切带.表明细化晶粒能提高W-Ni-Fe合金的强度以及绝热剪切敏感性;另外,添加微量稀土元素Y能提高W-Ni-Fe合金在高应变率下的强度和延性,并且在低应变率下发生绝热剪切,稀土元素Y的添加有利于绝热剪切带的形成.
关键词:
93W-4.9Ni-2.1Fe
,
晶粒细化
,
绝热剪切带
,
钇
杨昌麟
,
范景莲
,
郑春晓
,
龚星
,
刘涛
稀有金属材料与工程
采用快速热挤压技术对细晶93W-4.9Ni-2.1Fe-0.03Y％进行变形强化,研究了高应变率下挤压态细晶钨合金动态力学性能及失效行为.结果表明:在较低应变速率下的挤压态细晶钨合金的屈服强度相近,约2000 MPa;断面上的钨颗粒被严重拉长直至破碎,破碎的细小钨颗粒粘附在软化的粘结相中,随着应变率的增加钨颗粒变形更加明显;剖面观察发现:沿着断裂面的钨颗粒发生了高度的剪切变形,而内部区域则基本没有变形,表现出了剪切局域化迹象.实验结果证明了挤压态细晶钨合金在动态加载条件下的失效方式是绝热剪切失效.
关键词:
细晶钨合金
,
快速-热挤压
,
应变率
,
动态力学性能
,
失效机制
杨昌麟
,
范景莲
,
龚星
,
丁飞
,
刘涛
稀有金属材料与工程
采用稀土微合金化和液相强化烧结技术制备细晶93W-4.9Ni-2.1Fe+0.03％Y合金.研究在快速热挤压形变强化后,时效热处理对挤压态细晶93W-4.9Ni-2.1Fe+0.03％Y合金显微硬度和组织演变的影响,并与相应条件的传统钨合金进行对比.结果表明,随着退火温度的升高,2种钨合金钨相的显微硬度大大降低.EDS分析表明,随着退火温度的升高,钨合金粘结相中钨含量逐渐增加,其中细晶钨合金经过1200℃退火处理后,粘结相钨含量高达26.11％,而传统钨合金在1350℃退火处理后含量最高,达到28.14％.显微组织观察表明,退火有利于降低W-W连接度和细化钨颗粒;与传统钨合金相比,高温退火后,细晶钨合金的粘结相体积比更高且分布更为均匀.
关键词:
细晶钨合金
,
退火
,
显微硬度
,
显微组织
范景莲
,
曾毅
,
龚星
,
刘涛
稀有金属材料与工程
采用溶胶-喷雾干燥法制备纳米晶(W,Ni,Fe,La)复合粉末,研究了粉末在烧结过程中La对抑制鼓泡和晶粒长大的作用机理,通过XRD与SEM分析了La在烧结过程中的相转变规律和在合金中的存在形式,讨论了稀土La对合金液相烧结过程中扩散的影响.结果表明:稀土La在纳米复合粉末中主要以La2WO6与La4W2O15的形式存在.经液相烧结后,稀土La主要以二次相颗粒的形式分布于粘结相中,生成高温下能稳定存在的La4W2O15相,该相对杂质元素Ca、O具有很好的亲和力,起到晶界净化和晶内净化的作用.同时二次相颗粒存在于粘结相中,抑制了W在粘结相中的扩散,降低了W在粘结相中的溶解度,使得液相烧结溶解-析出过程减慢,从而抑制液相烧结阶段的晶粒长大和鼓泡现象.
关键词:
稀土La
,
纳米晶(W,Ni,Fe,La)复合粉末
,
鼓泡
,
晶粒长大
,
烧结机理
郑春晓
,
范景莲
,
龚星
,
杨昌麟
,
刘涛
稀有金属材料与工程
利用霍普金森压杆(SHPB)分别对传统粗晶93W-4.9Ni-2.1Fe和两种晶粒尺寸不同的93 W-4.9Ni-2.1Fe-0.03％Y进行动态力学性能测试.在温度(298～623 K)和应变率(102～103 s-1)范围内获得了相应的应力-应变曲线.结果表明:在相同的条件下,细晶93W-4.9Ni-2.1Fe-0.03％Y能在较小的应变下提前进入非稳定塑性变形阶段,3种钨合金并没有呈现出明显的应变率硬化现象.根据实验所得曲线,利用最小二乘法拟合了Johnson-Cook (JC)模型的参数,实验值和预测值吻合度不高,最大相对误差为10％.由于极限强度和应变率近似指数关系对模型中的应变率敏感系数C进行了修正,修正后预测结果与实验数据吻合得很好,最大相对误差为-3.4％.比较3种钨合金JC模型的参数,判断出细晶钨合金最易形成绝热剪切带.
关键词:
霍普金森压杆
,
细晶钨合金
,
Johnson-Cook模型
,
绝热剪切带(adiabatic shear band,ASB)
范景莲
,
曾毅
,
刘涛
,
龚星
,
田家敏
稀有金属材料与工程
采用溶胶喷雾干燥-热还原法制备了50W-35Ni-15Fe(质量分数,%,下同)纳米晶复合粉末.利用X射线衍射及微区组织的能谱(EDAX)分析,揭示了纳米晶W-Ni-Fe复合粉末及其烧结过程中的固溶特性.研究发现:纳米晶50W-35Ni-15Fe复合粉末中,W在γ-(Ni,Fe)相中的固溶度达到了15%,Ni、Fe元素在W中的固溶度达到了2.4%,形成了超饱和固溶体:随着温度的升高,W的超饱和固溶体W(Ni,Fe)发生Ni、Fe元素的脱溶.而W在γ-(Ni,Fe)相中的固溶度随温度的升高而进一步增加,在1300℃以后基本维持在29%左右;稀土La的加入在低温阶段对W在γ-(Ni,Fe)相中的固溶度影响不大,在1200℃以上使固溶度有一定的降低.
关键词:
纳米晶
,
复合粉末
,
固溶特性
