細晶鎢合金的制備與動態(tài)失效行為

來源：http://www.asiatungstens.com 瀏覽量：125 時間：2014-12-19
標簽：細晶鎢合金,鎢合金
W-Ni-Fe合金由于具有密度高、抗拉強度高、延性好等一系列優(yōu)異的力學性能，在航天航空、國防軍工等方面有著廣泛的應用，尤其是在用做桿式動能穿甲彈彈芯材料方面，日益受到國內(nèi)外科研工作者的重視。由于W-Ni-Fe合金具有與貧鈾彈接近的高密度和良好的力學性能以及環(huán)境友好的優(yōu)點，因而成為目前替代貧鈾彈(DU)*理想的材料。但與貧鈾彈相比，鎢合金在穿透過程中容易形成蘑菇頭而不能形成很好的絕熱剪切帶，其穿甲威力不能和DU彈相媲美。為了提高鎢合金的穿甲自銳性，人們做了大量的研究。BOSE等[4]研究表明，鎢合金的晶粒細化有利于材料高速加載下局域剪切變形，這種變形機制是穿甲材料自銳化的實現(xiàn)方式之一。WEI等[5]研究了納米晶鎢的局域剪切變形，進一步驗證了晶粒的細化有利于材料的沖擊失穩(wěn)。BOSE和GERMAN[6]通過添加難熔金屬Mo和Re來細化材料的組織。近年來，人們在添加稀土細化組織方面也做了大量的工作。PARK等[8]研究發(fā)現(xiàn)，添加稀土Y2O3有利于細化鎢合金的晶粒和提高材料的動態(tài)力學性能，特別是在不形成絕熱剪切帶的條件下產(chǎn)生“自銳化”，提高了穿甲能力。
1) 采用噴霧干燥−熱還原的方法可以制備出晶粒尺寸為40~50 nm的93W-4.9Ni-2.1Fe復合粉末。
2) 納米級復合粉末在1 380~1 410 ℃之間 燒結(jié)可實現(xiàn)材料的近全致密化，比同種成分的傳統(tǒng)鎢合金的燒結(jié)溫度降低了120 ℃左右，合金的相對密度可達99%以上，微量稀土摻雜對燒結(jié)的致密化有一定的抑制作用。
3) 細晶鎢合金在高應變率加載下相對于傳統(tǒng)鎢合金具有更高的合金強度和延性，同時，細晶鎢合金能在較低應變率下發(fā)生絕熱剪切，晶粒細化有助于提高W-Ni-Fe合金的絕熱剪切敏感性。
4) 添加稀土元素Y有利于提高鎢合金在高應變率加載下的延性和*大應力值，同時有利于絕熱剪切帶的形成和擴展，使鎢合金材料具有更高的動態(tài)力學性能。