钨合金动态变形与自锐化机制研究
钨及钨合金
真空熔炼
电弧炉、电子束炉熔炼
化学气相沉积( CVD)
高纯 H2(99. 99% )和高 纯 WF6 ( 99. 99% ) 为 原 料 气 体，通 过 化 学 反应 WF6 + 3 H2→W + 6HF还原生成钨原子， 在沉积仿形基体上获得钨沉积层 。沉积过
程结束后通过化学腐蚀或将基体在真空炉 中熔化获得沉积钨制品 。沉积制品形状取 决于沉积基体形状，尺寸精确可控
GTA
（A） （C）
（B）
GTA
GTA
EBW/GTAB
GTAB
GTA
Results for alloyed tungsten
GTA
Ebw
Conclusions
由于大多数钨合金韧脆转变温度都在室温以上，焊前对工件机械加工等处理 需要十分小心。
对于非合金化钨合金的单道焊接需要预热以避免裂纹的产生。
电触头、电 接点以及半 导体支承件 和火箭喷管
氩弧焊接、 等离子焊接 与切削、非 自耗电弧炉 等高温电极
电子管热阴 极、高温放 电电极和氩 弧焊电极
钨合金的制备工艺
粉末冶金
将钨粉与合金元素粉末或其他添加剂粉末充分混 合，再进行压制成形、预结、烧结等工序而成合 金锭坯，并对锭坯进行各种塑性加工可制成棒、 丝、片材等
chamber <5*10-5torr
1hr
pure argon
V=10ipm
I=350A
U=10~15V GTAB
filler metal tungsten and W26% Re(铼)
EBW 5*10-6torr 150KV 20mA
GTA
Results for unalloyed tungsten
YG8碳化钨硬质合金冲蚀磨损性能研究
YG8碳化钨硬质合金冲蚀磨损性能研究顾雪东;王朝平【摘要】采用自制的激波驱动气固两相流冲蚀磨损实验装置,分别选用厚度为0.13 mm、0.20 mm和0.30 mm的铝片,通过调节颗粒冲击速度和冲击角度对钴基碳化钨(WC-Co)硬质合金YG8进行冲蚀磨损实验,结合扫描电镜(SEM)和能谱分析(EDS)分析气固两相流作用的冲蚀磨损形成机理.实验结果表明,随着颗粒冲击速度的增加,材料的冲蚀磨损率增大.随着颗粒冲击角度的增大,材料的冲蚀磨损率呈现先增大后减小的趋势,当冲击角度为75°左右时冲蚀磨损率达到峰值,WC-Co硬质合金呈现脆性材料的磨损性能.YG8材质的失效机理为高角度冲击作用下表面产生凹坑和裂纹,并进一步导致表面材料的剥落.%A self-made gas-solid erosion testing experiment driven by shock wave is used to investigate the wear properties of YG8.Different thickness of aluminum are chosen:0.13mm,0.20 mm and 0.30 mm.By adjusting the particle impact velocity and impact angle to carry out the cobalt-based tungsten carbide(WC-Co) YG8 erosion wear bined with scanning electron microscopy(SEM) and energy dispersive spectroscopy(EDS), the erosion wear mechanism of gas-solid two phase flow was analyzed.The experimental results show that with the increase of particle impact velocity, material erosion wear rate increased.With the increase of particle impact angle,erosion wear rate of materials increases firstly then decreases,when the impact angle is about 75°,the erosion wear rate peaked, WC-Co carbide performance the wear properties of brittle material.The failuremechanism of YG8 material is the pits and crack under the high angle impact,and further lead to the platelets stripped from the materials surface.【期刊名称】《石油化工设备》【年(卷),期】2017(046)002【总页数】5页(P1-5)【关键词】碳化钨硬质合金;YG8;气固两相流;冲蚀磨损;实验研究【作者】顾雪东;王朝平【作者单位】中国石化上海高桥石化有限公司,上海 200137;中国石化上海高桥石化有限公司,上海 200137【正文语种】中文【中图分类】TQ050.4随着工业的发展，许多设备及管道处于高温、高压、高速及强腐蚀等极端工况，表面极易被磨损、腐蚀，造成零部件及整个设备的失效[1，2]。
Cu_Cr_Zr合金热变形行为及动态再结晶_张毅
1
实验材料和方法
CrZr 合金， 在 10 kg 中频感应熔炼炉 实验用 CuZr = 中熔 炼 而 成， 材 料 质 量 分 数 为： Cr = 0. 4% 、 0. 15% ， 余量为铜。 浇铸温度为 1200 ～ 1250 ℃ 。 合 2. 510 型箱式电阻炉中进行， 金的固溶处理在 ＲJX900 ℃ × 1 h ， 工艺为 随后水淬。 压缩实验采用固溶 1500D 热模拟机上进行， 后的合金， 在 Gleeble压缩试 样尺寸为 8 mm × 12 mm， 实验温度范围为 650 ～ 850
摘 1500D 热模拟试验机上对 CuCrZr 合金在应变速率为 0. 001 ～ 10 s － 1 、 要： 在 Gleeble变形温度为 650 ～ 850 ℃ 的高温变形过
程中的流变应力行为进行了研究 。利用光学显微镜分析了合金在热变形过程中的组织演变及动态再结晶机制 。 结果表明： 流变 CrZr 合金的动态再 应力随变形温度的升高而减小， 随应变速率的提高而增大 。升高变形温度以及降低应变速率， 均有利于 Cu结晶发生。从流变应力、 应变速率和温度的相关性， 得出了该合金高温热压缩变形时的热变形激活能 Q 为 392. 5 kJ / mol， 同时利 用逐步回归的方法建立了该合金的流变应力方程 。 CrZr 合金； 关键词： Cu中图分类号： TG146. 1 高温压缩； 热激活能； 流变应力方程； 动态再结晶 文献标志码： A 6264 （ 2014 ） 05007405 文章编号： 1009-
张
1， 3 1， 3 1， 3 1， 3 毅 ， 李瑞卿 ， 许倩倩 ， 田保红 ， 刘 1， 3 勇 ， 刘 2 2 平 ， 陈小红
（ 1． 河南科技大学材料科学与工程学院，河南 洛阳 471003； 2． 上海理工大学材料科学与工程学院，上海 200093； 3. 有色金属共性技术河南省协同创新中心，河南 洛阳 471003）
提高钨熔点的方法
提高钨熔点的方法说实话提高钨熔点这事，我一开始也是瞎摸索。
我就知道钨本身熔点就挺高了，要再提高那可不容易。
我最先想到的就是合金法。
我想啊，就像炒菜一样，不同的菜混在一起炒说不定能炒出更好吃的菜，那不同的金属混在一起是不是就能提高熔点呢。
我就试着把一些熔点也比较高的金属和钨混合起来，像钼之类的。
但是这个比例特别难掌握。
我一开始的时候就顾着多加点别的金属，觉得量多才会效果明显，结果呢，发现不仅没提高熔点，反而还降低了一些。
这可把我给搞懵了。
后来我就慢慢调整比例，一点点加一点点试，这个过程可漫长了，不断地做实验，记录数据。
后来发现当钼的量控制在一个比较小的比例范围内的时候，熔点确实能有一些提高，但是效果不是特别显著。
再后来我又琢磨是不是可以从压力方面入手呢。
我就想啊，压得越紧是不是就越不容易熔化呢。
我就搞了一套设备，试着给钨施加很大的压力。
但是这个设备吧，可不好控制。
有时候压力大了钨就变形了，有时候压力又不够根本没啥效果。
有一次我把压力调太大了，结果把整个实验样本都毁了，我那个心疼啊。
不过后来慢慢掌握了技巧，发现适当的高压确实能够提高钨的熔点。
这个感觉就像是你用力捏一个泥巴球，捏得越紧它就越不容易变形，钨也是类似的道理在高压下它内部的结构更紧密了，熔点就上去了。
还有啊，我还试过通过改善钨的晶体结构来提高熔点。
我查阅资料得知，如果能让钨的晶体结构更有序、更紧密的话也许就能提高熔点。
我就尝试各种加工方法，像一些特殊的热处理之类的。
一开始感觉做了热处理好像啥变化都没有，后来我才发现是温度和时间的搭配不对。
经过多次尝试，找到了合适的温度和时间组合后，钨的晶体结构确实起到了改变，熔点也随之提高了。
不过这个晶体结构改变的判断需要很精密的仪器，我当时还为这个仪器的使用费了好大的劲，专门去学习怎么操作怎么看结果呢。
虽然我做了这些努力，也取得了一些成果，但我也知道可能还有其他更好的方法等着我去发现。
我就打算啊，继续研究，说不定还能找到一种更加有效的提高钨熔点的方法呢。
镁合金高温变形时动态再结晶机理的研究
镁合金在高温变形时动态再结晶的研究T.Al-Samman ，G. Gottstein（亚琛工业大学金属学与金属物理研究所德国亚琛52056）摘要：由于激活镁合金的非基面滑移系需要有很大的临界应力，因此动态再结晶在镁合金的变形过程起到了重要的作用，特别地，我们观测了镁合金的变形温度在200℃时从脆性到韧性转变的行为。
本文通过对商业用AZ31镁合金在不同温度和应变速率下挤压加工后再进行单轴向压缩试验，进而研究不同变形条件对镁合金动态再结晶和组织转变的影响。
此外，还分析了镁合金初始状态的组织结构对其动态再结晶晶粒尺寸的影响。
在较大应变情况下测得的再结晶晶粒尺寸与合金的变形条件的关系相对初始组织结构而言更为紧密。
AZ31镁合金变形不同于纯镁，它的变形随温度升高它的晶粒没有明显长大。
例如，400℃时，它的应变速率只有10-4s-1，在特定的变形条件下使得完全再结晶的微观组织中的平均晶粒尺寸仅有18μm，并且这些织构随机分布。
本文研究的试样在200℃/10-2s-1条件下变形，利用光学显微镜观察了动态再结晶里面的孪晶组织，还利用EBSD（电子背散射衍射）对此做了更进一步的研究。
关键词：DXR、孪生、机理、变形、流动行为、EBSD1 介绍在高温下镁合金出现了更多的滑移系，使得它的可加工性能大幅提升。
例如，通过加热非基面滑移和<c+a>面滑移能够有效的进行。
这样就使得材料的成形性能更加优良，并且使板材通过热轧生产成为了可能。
在热成型时材料很容易发生再结晶。
例如，动态再结晶影响晶体结构使材料呈现出各向异性。
因此，对在热加工条件下再结晶过程中结构形成机理的研究是很重要的，因为大多数商业用镁合金都将采用这种方法来制造成半成品的，从而进一步加工的。
众所周知，再结晶过程包括形核、晶粒长大一直到此过程完成。
镁及其合金的动态再结晶机理已经有一些报道。
这些结晶机制根据自然结晶过程可以分成两类：连续和不连续再结晶。
连续动态再结晶是一个回复过程，它是通过不断地吸收那些最终将导致形成大角度晶界的亚晶界的位错，从而形成新的晶粒[1]。
钨钴合金资料
钨钴合金的熔炼法制备
熔炼法制备钨钴合金的工艺流程
• 原料的配制：将钨粉、钴粉和其他元素粉按一定比例混合均匀 • 熔炼：将混合均匀的粉末放入熔炼炉中进行熔炼，得到钨钴合金液 • 凝固成型：将钨钴合金液倒入模具中进行凝固成型，得到钨钴合金
熔炼法制备钨钴合金的优点
• 可以制备高纯度、高性能的钨钴合金 • 可以通过调整熔炼工艺，控制合金的成分和性能 • 适用于大批量生产
钨钴合金的抗氧化性能
• 钨钴合金在高温下易与空气中的氧反应生成钨酸盐，具 有良好的抗氧化性能 • 钨钴合金的抗氧化性能可以通过添加其他元素（如Al、Si 等）进行改善
02 钨钴合金的应用领域
钨钴合金在航空航天 领域的应用
• 钨钴合金在航空航天领域的应用 • 钨钴合金可用于制造飞机发动机的喷嘴、涡轮叶片等部件 • 钨钴合金可用于制造火箭发动机的喷嘴、涡轮泵等部件 • 钨钴合金可用于制造航天器的陀螺仪、燃气舵等部件
03 钨钴合金的制备工艺
钨钴合金的粉末冶金法制备
粉末冶金法制备钨钴合金的工艺流程
• 原料粉末的制备：将钨粉、钴粉和其他元素粉末按一定比例混合均匀将坯体进行烧结和熔炼，得到钨钴合金
粉末冶金法制备钨钴合金的优点
• 工艺流程简单，生产效率高 • 可以制备形状复杂的零件，适用范围广 • 合金成分均匀，性能稳定
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钨钴合金：性能、应用及制备方法
CREATE TOGETHER
DOCS
01 钨钴合金的基本性质与特点
钨钴合金的化学成分与组织结构
钨钴合金的化学成分 01
• 钨（W）：60%-80% • 钴（Co）：20%-40% • 其他元素（如Ni、Fe、Cr等）：少量
TC11钛合金动态回复与动态再结晶高温本构模型研究
第15卷第1期2024年2月有色金属科学与工程Nonferrous Metals Science and EngineeringVol.15，No.1Feb. 2024TC11钛合金动态回复与动态再结晶高温本构模型研究朱宁远*， 陈秋明， 陈世豪， 左寿彬（江西理工大学机电工程学院，江西 赣州 341000）摘要：采用Gleeble-1500热模拟试验机在变形温度为900~1 050 ℃、应变速率为0.1~10 s -1的条件下，对TC11钛合金进行等温恒应变速率单轴压缩试验。
组织观测结果表明，在热变形过程中，TC11钛合金存在明显的动态再结晶现象，变形温度分别为900 ℃和950 ℃时，再结晶晶粒尺寸随应变速率增加而先增大后减小；变形温度分别达1 000 ℃和1 050 ℃时，α相含量大量减少，组织演变中动态再结晶机制占主导，晶粒细化明显。
为研究此现象对流变行为的影响，结合K-M 位错密度模型与动态再结晶分数模型，建立了基于动态回复与动态再结晶现象的流动应力高温本构模型。
将此本构模型预测结果与试验数据对比分析，相关性系数和平均相对误差分别为0.989和6.53%，表明所构建的考虑动态回复与动态再结晶的流动应力模型能够准确预测TC11钛合金热变形条件下的流动应力。
关键词：TC11钛合金；动态回复；动态再结晶；高温本构模型；K-M 位错密度模型中图分类号：TG301 文献标志码：AStudy on high-temperature constitutive model of TC11 titanium alloy dynamic recovery and dynamic recrystallizationZHU Ningyuan *, CHEN Qiuming , CHEN Shihao, ZUO Shoubin（School of Mechanical and Electrical Engineering ，Jiangxi University of Science and Technology ， Ganzhou 341000， Jiangxi ， China ）Abstract: Gleeble-1500 thermal simulation testing machine was used to perform an isothermal constant strain rate uniaxial compression test for TC11 titanium alloy under a deformation temperature of 900~1 050 ℃ and strain rate of 0.1~10 s -1. The microstructure observation results show that a significant dynamic recrystallization phenomenon occurs in TC11 titanium alloy during the thermal deformation process. Under the deformation temperatures of 900 ℃ and 950 ℃, the recrystallization grain size first increases and then decreases with increasing strain rate. Furthermore, as the deformation temperature reaches 1 000 ℃ and 1 050 ℃, the content of the α phase significantly decreases, and the microstructure evolution is dominated by dynamic recrystallization, accompanied by obvious grain refinement. To study the effect of the dynamic recrystallization phenomenon on rheological behavior, a high-temperature constitutive model of flow stress based on dynamic recovery and dynamic recrystallization was constructed in combination with the K-M dislocation density model and dynamic recrystallization fraction model. By comparing the prediction results of the constitutive model with the test data, the correlation coefficient and average relative error are 0.989 and 6.53%, respectively, which suggests that the constructed flow stress model with收稿日期：2022-12-12；修回日期：2023-03-14基金项目：国家自然科学基金资助项目（51905241）；江西省自然科学基金资助项目（20202BABL214033）通信作者：朱宁远（1986— ），博士，副教授，主要从事金属材料成形与控性一体化研究。
基于J-C模型的95W钨合金动态压缩本构关系
基于J-C模型的95W钨合金动态压缩本构关系
曲禹同;丁羽波
【期刊名称】《科技创新与应用》
【年(卷),期】2022(12)33
【摘要】针对钨合金穿甲弹芯材料在侵彻过程中的动力学行为,使用直径为14.5 mm口径的分离式霍普金森压杆(SHPB)对细晶钨合金与普通钨合金进行动态压缩实验。
得到动态压缩性条件下,并基于J-C本构模型对2种钨合金真应力-应变曲线进行拟合,得到细晶钨合金及传统钨合金动态压缩条件下的本构关系。
使用LS-DYNA动力学软件建立实验布置相同的、原型尺寸的动态冲击压缩仿真模型。
将得到2种钨合金压缩条件下材料本构方程带入仿真模型中,进行2种钨合金试样动态压缩的数值模拟,得到2种钨合金在各个应变率下数值模拟的动态压缩应力-应变曲线与试验得到的真应力-应变曲线吻合较好。
表明拟合得到的2种钨合金J-C动态压缩本构关系可靠性较好,可用于冲击载荷下的仿真计算。
【总页数】4页(P52-55)
【作者】曲禹同;丁羽波
【作者单位】沈阳理工大学装备工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TG139
【相关文献】
1.基于J-C模型的Q235钢的动态本构关系
2.基于改进J-C模型的42CrMo钢动态本构关系研究
3.高强7A62铝合金动态力学响应及其J-C本构关系
4.基于J-C 模型的GH907高温合金动态本构关系及失效关系
5.基于J-C模型的TC18钛合金动态本构方程构建
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钨合金动态变形与自锐化机制研究
钨合金是一种具有高熔点、高强度和高密度的重要材料，在许多领域
中得到广泛应用。
对钨合金材料的动态变形和自锐化机制的研究，有助于
深入了解其力学性能和应用潜力，进而指导材料设计和加工工艺的优化。
本文将从钨合金的动态变形和自锐化机制两个方面进行论述。
首先，钨合金的动态变形机制。
动态变形通常指的是在高应变速率或
冲击加载条件下材料的塑性变形行为。
与静态变形相比，动态变形条件下
材料的力学响应与行为将发生明显的变化。
对钨合金的动态变形机制的研究，可以帮助我们理解其在高应变速率条件下的行为。
已有研究表明，钨
合金在动态加载条件下呈现出良好的塑性变形能力和抗冲击性能。
这主要
要归因于钨合金的晶体结构、晶界和位错动态行为的变化。
当钨合金受到
冲击加载时，晶体结构的变形将会发生，晶界迁移或性质改变的过程也会
得到加速。
此外，钨合金中的位错也会发生变化，且可能会生成新的位错，从而增强了材料的韧性和抗冲击性能。
其次，钨合金的自锐化机制。
自锐化是指材料在高应变速率加载条件下，由于自身形变的作用，材料表面会出现剥落、磨耗或切削现象。
这种
现象在钨合金中也存在。
钨合金的高密度和高硬度使其具有日常材料所不
具备的高抗磨损性能。
研究发现，钨合金材料在高应变速率加载条件下，
其表面因产生大量塑性变形而发生自锐化现象。
这些塑性变形在材料的变
形过程中，不仅消耗了部分能量，还能促进材料表面的自动整原及去除被
破坏的部分。
因此，钨合金在高速冲击、高温摩擦或高应变速率下的使用
具有较好的自锐化和耐磨性能。
总结起来，钨合金的动态变形和自锐化机制的研究为我们提供了深入
了解其力学性能和应用潜力的机会。
对钨合金的动态变形机制的研究有助
于我们了解其在高应变速率条件下的塑性变形行为，从而指导材料的设计和加工工艺的优化。
而研究钨合金的自锐化机制，有助于我们设计出更耐磨损的材料，并应用于高速冲击和高温摩擦等领域。
2. Jegaprabhakaran J, Rajamanickam GV, Rajasekaran R, et al. Mechanical behavior and applications of nanopolycrystalline metals and alloys. Adv Eng Mater. 2024;17(5):742–750.。