本文關(guān)鍵詞：低W-W連接度W-Cu-Zn新型合金的制備與組織調(diào)控研究

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【摘要】：本文采用鎢粉表面化學(xué)鍍銅與SPS固相燒結(jié)相結(jié)合的方法成功制備出具有低W-W連接度特征及以黃銅作為粘結(jié)相的W-Cu-Zn合金,鎢顆粒均勻分布在黃銅粘結(jié)相中,粘結(jié)相為α相Cu-Zn固溶體,重點(diǎn)研究了制備工藝和熱處理工藝對W-Cu-Zn合金微觀組織和力學(xué)性能的影響,及熱處理對破壞機(jī)制的影響。制備工藝研究表明,在混粉工藝中,與干混相比,濕混制備出的合金致密度,硬度和靜、動(dòng)態(tài)壓縮加載時(shí)的強(qiáng)度及塑性更高,這是由于干混時(shí)粉體長時(shí)間相互沖擊碰撞,導(dǎo)致包覆粉體的銅鍍層產(chǎn)生裂紋及剝離,而濕混后包覆粉體的銅鍍層沒有產(chǎn)生裂紋及剝離。在SPS燒結(jié)工藝中,燒結(jié)溫度由750℃提高到800℃時(shí),合金的致密度和硬度顯著提高,靜、動(dòng)態(tài)壓縮加載時(shí)的強(qiáng)度及塑性沒有變化,這是由于提高溫度,有利于顆粒的均勻分布,提高合金的致密度;保溫時(shí)間由10min延長到20min時(shí),合金的致密度,硬度和靜、動(dòng)態(tài)壓縮加載時(shí)的強(qiáng)度及塑性顯著提高,這是由于延長保溫時(shí)間,合金粘結(jié)相中Zn元素分布的均勻性大幅度提高;但由20min延長至30min時(shí),合金的致密度,硬度和動(dòng)態(tài)壓縮加載時(shí)的強(qiáng)度及塑性均下降,這是由于保溫時(shí)間過長,部分包覆粉體的銅鍍層在長時(shí)間的壓力作用下流動(dòng),導(dǎo)致W顆粒直接接觸,引起了W-W連接度提高。熱處理工藝研究表明,經(jīng)兩種工藝熱處理后W-Cu-Zn合金中鎢與黃銅粘結(jié)相的兩相分布沒有發(fā)生變化,但經(jīng)870℃隨爐冷卻熱處理后,合金的硬度和靜、動(dòng)態(tài)壓縮加載時(shí)的強(qiáng)度及塑性顯著提高。機(jī)理研究表明,經(jīng)870℃隨爐冷卻熱處理后粘結(jié)相中Zn元素分布的均勻性大幅度提高,這是合金力學(xué)性能提高的原因之一;此外,870℃隨爐冷卻熱處理后粘結(jié)相中形成了大量彌散細(xì)小的Cu3Zn析出相,起到彌散強(qiáng)化作用,這是合金的強(qiáng)度顯著提高的另一個(gè)原因。破壞機(jī)制研究表明,燒結(jié)態(tài)的W-Cu-Zn合金在靜、動(dòng)態(tài)壓縮加載時(shí),由于合金粘結(jié)相中Zn元素分布不均,聚集Zn的區(qū)域塑性差,導(dǎo)致裂紋在Zn的聚集區(qū)形成并在粘結(jié)相中擴(kuò)展,最終導(dǎo)致試樣失穩(wěn)破壞。870℃隨爐冷卻熱處理后的合金在靜、動(dòng)態(tài)壓縮加載時(shí),裂紋在W顆粒與粘結(jié)相的結(jié)合界面形成并延結(jié)合界面擴(kuò)展,最終導(dǎo)致試樣失穩(wěn)破壞。這說明熱處理后W-Cu-Zn合金粘結(jié)相的塑性及強(qiáng)度顯著提高,合金的整體強(qiáng)度及塑性均有所提高。
【學(xué)位授予單位】：北京理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG146.411

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本文編號：1250287