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1、第42卷第7期稀有金屬材料與工程V_0l-42．No．72O13年7月RAREMETALMATERIALSANDENGINEERINGJuly2013微波燒結(jié)鎢合金擠壓棒材的微觀結(jié)構(gòu)及動(dòng)態(tài)力學(xué)性能研究馬運(yùn)柱，岳鵬，劉文勝，張佳佳(中南大學(xué)粉末冶金國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖南長沙410083)摘要：采用分離式Hopkinson動(dòng)態(tài)壓縮裝置對(duì)微波燒結(jié)93W-4．9Ni．2．1Fe合金棒材切割試樣進(jìn)行了動(dòng)態(tài)力學(xué)性能研究，采用掃描電鏡、光學(xué)電鏡和納米壓痕硬度儀分別對(duì)合金試樣微觀組織和顯微硬度進(jìn)行了表征和測(cè)試。結(jié)果表明：微波燒結(jié)試樣在受到?jīng)_擊壓縮
2、時(shí)，鎢晶粒與粘結(jié)相都發(fā)生均勻變形；應(yīng)變率為2200S時(shí)，合金的最大應(yīng)力為2587MPa，鎢晶粒和粘結(jié)相顯微硬度分別為8．716和6．267GPa；當(dāng)應(yīng)變速率為2200S時(shí)合金粘結(jié)相變形產(chǎn)生明顯熱軟化效應(yīng)，在與沖擊力呈45。的方向形成了絕熱剪切帶，位于剪切帶中心區(qū)域的鎢晶粒沿其擴(kuò)展方向發(fā)生變形被拉成纖維狀。關(guān)鍵詞：鎢合金棒材；微波燒結(jié)；動(dòng)態(tài)力學(xué)性能；微觀結(jié)構(gòu)中圖法分類號(hào)：TF135文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1002．185X(2013)07．1362．05鎢合金由于具有一系列優(yōu)異的物理、力學(xué)性能，壓棒坯進(jìn)行溶劑脫脂和熱脫脂；將脫脂棒
3、坯在在國防軍工等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用[1-3]，其典型的應(yīng)用1550℃下微波燒結(jié)30min，再經(jīng)過車削、線切割等有桿式動(dòng)能穿甲彈彈芯和侵徹彈彈芯等[4，5】。在彈芯的工續(xù)將棒桎加工為高度5mm、直徑5mm的圓柱試樣，使用過程中，特別是在彈體發(fā)射和觸及目標(biāo)物體時(shí)，在R121600—1／MM型鉬發(fā)熱體真空燒結(jié)爐中進(jìn)行真空彈芯要受到高速?zèng)_壓和撞擊，而鎢合金在沖擊過程中熱處理，熱處理工藝為1200℃保溫2h，去除加工應(yīng)加工硬化現(xiàn)象明顯，且由于它的高熔點(diǎn)，使得材料的力，采用分離式Hopkinson動(dòng)態(tài)壓縮裝置(如圖1所熱軟化趨勢(shì)較慢，材料需
4、要在較高的應(yīng)變率下才能發(fā)示)測(cè)試合金的動(dòng)態(tài)力學(xué)性能。檢測(cè)時(shí)通過改變打擊生絕熱剪切失效，極易形成蘑菇頭，從而限制了鎢合氣壓使圓柱試樣獲得不同的應(yīng)變率，利用感應(yīng)片收集金彈芯的穿甲和侵徹能力的提高【6，。檢測(cè)數(shù)據(jù)，將所獲數(shù)據(jù)做歸一處理后得到對(duì)應(yīng)的應(yīng)力．為了提高鎢合金穿甲彈的穿甲自銳性，國內(nèi)外應(yīng)變曲線；采用光學(xué)電鏡和JSM．5600LV型掃描電鏡科研工作者進(jìn)行了大量研究，發(fā)現(xiàn)細(xì)化晶粒明顯優(yōu)觀察擠壓棒坯端面及剖面的微觀結(jié)構(gòu)，并用化鎢合金顯微組織從而達(dá)到提高絕熱剪切敏感性的SwitzerlandCSM超納米壓痕儀(UNHT)檢測(cè)合金內(nèi)目的[
5、8-10]。微波燒結(jié)在提高合金力學(xué)性能的同時(shí)，鎢晶粒及粘結(jié)相的顯微硬度變化情況。還能有效抑制鎢晶粒長大L1”，有利于獲得細(xì)晶合金2結(jié)果與討論組織。目前關(guān)于微波燒結(jié)鎢合金，特別是微波燒結(jié)大長徑比鎢合金棒材的動(dòng)態(tài)力學(xué)性能研究未見報(bào)2．1正擠壓鎢合金棒坯試樣沖擊后宏觀變形情況道。本實(shí)驗(yàn)主要對(duì)微波燒結(jié)93W．Ni．Fe擠壓棒材的實(shí)驗(yàn)中采用3種不同的打擊氣壓，試樣編號(hào)情況動(dòng)態(tài)力學(xué)性能及顯微組織進(jìn)行研究，并對(duì)合金的自見表2。銳化效應(yīng)進(jìn)行分析。正擠壓鎢合金棒坯試樣在高速?zèng)_擊時(shí)，其尺寸發(fā)1實(shí)驗(yàn)表1原料粉末特性實(shí)驗(yàn)按照93W-4．3Ni．2．1F
6、e的成分配料，粉末特Table1Propertiesofrawmaterialpowders性如表1所示。先經(jīng)過2h球磨，再添加適量成形劑混合配料，用自制模具在YH41．25C型250kN單柱液壓機(jī)上擠出直徑12mm的棒卡不，擠壓比為9：1；對(duì)擠收稿日期：2012．07．22基金項(xiàng)目：國家基礎(chǔ)科研資助項(xiàng)目(2008194)；國家自然科學(xué)基金(50774098)作者簡介：馬運(yùn)柱，男，1975年生，博士后，副教授，中南大學(xué)粉末冶金國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖南長沙410083，電話：0731．88877825，E．mailzhuzipm@ma
7、il．CSU．edu．cn第7期馬運(yùn)柱等：微波燒結(jié)鎢合金擠壓棒材的微觀結(jié)構(gòu)及動(dòng)態(tài)力學(xué)性能研究·1363·表2試樣編號(hào)Table2SamplenumberImpactpressure／~10‘MPaM酣wW2W3圖1Hopkinson動(dòng)態(tài)壓縮裝置Fig．1Hopkinsonpressurebardevice[】生了較大的變形，且打擊氣壓越大，試樣發(fā)生的變形也越大(見圖2)，對(duì)應(yīng)的應(yīng)變率也越大。從宏觀上看，正擠壓鎢合金棒坯表現(xiàn)出了一定的塑性，并沒有出現(xiàn)宏觀裂紋，且在整個(gè)沖擊過程中，試樣沒有出現(xiàn)被破圖2試樣壓縮前與壓縮后宏觀照片壞的現(xiàn)
8、象。試樣沖擊前后變形量及應(yīng)變率見表3。Fig．2Macrophotoofsamplesbeforeandaftercompression表3試樣動(dòng)態(tài)壓縮后變形量與應(yīng)變率情況Table3Deformationamountandstrainrateofsamples
