一種高密度動能超高強度鎢鎳耐熱合金及制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于耐熱合金領(lǐng)域，特別涉及一種高密度高韌性動能超高強度鎢鎳耐熱合 金DT730及制備方法，該合金具有高密度高韌性和超高強度，動態(tài)強度高等優(yōu)異性能，密度 達到9. 0-13. Og/cm3、沖擊韌性達到100J/cm2以上、靜態(tài)拉伸強度達到1350MPa以上、動態(tài) 壓縮強度達到1900MPa以上。
【背景技術(shù)】
[0002] 在此之前，高密度材料主要應(yīng)用于防熱部件、防護部件、屏蔽部件、穿甲部件等，國 際上常用的鎢合金即是此類材料，由于鎢的熔點過高，此類材料通常采用粉末冶金的方法 燒結(jié)成型，目前國際上廣泛使用的鎢合金有W90、W93、W95和W97等，此類材料的密度很高， 可以達到15-18g/cm 3,但強度較低韌性較差，正常燒結(jié)態(tài)的抗拉強度達到800-1000MPa，伸 長率達到20-30%，為達到更高的強度，需要經(jīng)過大塑性變形，其強度可達到1400MPa左右， 但塑韌性降低厲害，只有10%左右；特別是粉末冶金工藝決定了鎢合金的顯微組織是鎢顆 粒+粘結(jié)相的兩相結(jié)構(gòu)。如圖1所示，以廣泛應(yīng)用的93W為例，近似球形的鎢顆粒分布于 W-Ni-Fe的粘結(jié)相中，組織缺乏一致性和連續(xù)性，特別是在高應(yīng)變速率加載條件下力學(xué)性能 不佳，限制了大量推廣應(yīng)用前景。以粉末冶金液相燒結(jié)法制備的鎢合金，其強化方式只能為 形變強化，而無法用到金屬材料中廣泛應(yīng)用的第二相強化。這就決定了未經(jīng)變形的鎢合金 的力學(xué)性能很難提高。而對于大尺寸鎢合金零件，對變形設(shè)備的要求極高，同時變形也容易 不均勻，影響組織的均勻性，這也決定了大尺寸鎢合金的力學(xué)性能很難提高。
[0003] 幾種鶴合金的化學(xué)成分和力學(xué)性能見表1和表2。
[0004] 表1高密度鎢合金軋制性能（70W-21Ni-9Fe)
【主權(quán)項】
1. 一種高密度動能超高強度鎢鎳耐熱合金，其特征在于，該合金的化學(xué)組成成分重 量％為：附50-80%, W 20-40%,在此基礎(chǔ)上，還含有Ti 0-3 % ,Al 0-3%和Nb 0-8%，其 余為不可避免的雜質(zhì)元素及微量元素。
2. -種權(quán)利要求1所述的鎢鎳耐熱合金的制備方法，采用真空感應(yīng)+真空自耗重熔或 電渣重熔，其特征在于，工藝中控制的技術(shù)參數(shù)如下： 鋼錠進行1200- 1250°C均勻化處理，8小時彡擴散時間彡100小時，裝爐溫度彡600°C; 加熱溫度：1180 - 1220°C，1180°C彡開鍛溫度彡1220°C，800°C彡終鍛溫度彡900°C ; 最終熱處理： 加熱到480-600°C，熱透后5小時<保溫時間< 20小時，空冷；或進行二次時效處理。
【專利摘要】一種高密度高韌性動能超高強度鎢鎳合金,屬于耐熱合金領(lǐng)域，特別涉及，該合金的化學(xué)組成成分重量％為：Ni 50-80％,W 20-40％,其他可含有Ti 0-3％,Al 0-3％和Nb 0-8％，其余為其他不可避免的雜質(zhì)元素及微量元素如稀土等。制備方法采用真空感應(yīng)+真空自耗重熔或電渣重熔。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比綜合性能優(yōu)良，具有高密度高韌性和超高強度，超高動態(tài)強度等優(yōu)異性能，密度達到9.0-13.0g/cm3、沖擊韌性達到100J/cm2以上、靜態(tài)拉伸強度達到1350MPa以上、動態(tài)壓縮強度達到1900MPa以上。
【IPC分類】C22C19-03, C22F1-10
【公開號】CN104745880
【申請?zhí)枴緾N201510176914
【發(fā)明人】王春旭, 厲勇, 譚成文, 劉少尊, 于曉東, 王富恥, 黃順喆, 韓順, 劉憲民, 李建新, 龐學(xué)東
【申請人】鋼鐵研究總院
【公開日】2015年7月1日
【申請日】2015年4月14日