細(xì)晶鎢合金的制備與動(dòng)態(tài)失效行為

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標(biāo)簽：細(xì)晶鎢合金,鎢合金
W-Ni-Fe合金由于具有密度高、抗拉強(qiáng)度高、延性好等一系列優(yōu)異的力學(xué)性能，在航天航空、國防軍工等方面有著廣泛的應(yīng)用，尤其是在用做桿式動(dòng)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(xué)性能以及環(huán)境友好的優(yōu)點(diǎn)，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(xì)化有利于材料高速加載下局域剪切變形，這種變形機(jī)制是穿甲材料自銳化的實(shí)現(xiàn)方式之一。WEI等[5]研究了納米晶鎢的局域剪切變形，進(jìn)一步驗(yàn)證了晶粒的細(xì)化有利于材料的沖擊失穩(wěn)。BOSE和GERMAN[6]通過添加難熔金屬M(fèi)o和Re來細(xì)化材料的組織。近年來，人們?cè)谔砑酉⊥良?xì)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(xì)化鎢合金的晶粒和提高材料的動(dòng)態(tài)力學(xué)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(fù)合粉末。
2) 納米級(jí)復(fù)合粉末在1 380~1 410 ℃之間 燒結(jié)可實(shí)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(duì)密度可達(dá)99%以上，微量稀土摻雜對(duì)燒結(jié)的致密化有一定的抑制作用。
3) 細(xì)晶鎢合金在高應(yīng)變率加載下相對(duì)于傳統(tǒng)鎢合金具有更高的合金強(qiáng)度和延性，同時(shí)，細(xì)晶鎢合金能在較低應(yīng)變率下發(fā)生絕熱剪切，晶粒細(xì)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(yīng)變率加載下的延性和*大應(yīng)力值，同時(shí)有利于絕熱剪切帶的形成和擴(kuò)展，使鎢合金材料具有更高的動(dòng)態(tài)力學(xué)性能。