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目前世界各国为提高钨合金杆式动能穿甲弹弹芯长细比,提高穿透能力,普遍认为大塑性变形强化是制备高性能大长细比钨合金动能穿甲弹弹芯最有效的工艺途径,是世界各国普遍关注的研究课题。为此本文较系统地研究了93W合金高温形变强化机制及不同工艺参数、原始W粉末颗粒大小对组织与性能影响。实验分析揭示了钨合金550℃以上随着温度升高塑性下降的主要原因。
论文首先实验研究了机械球磨制取纳米晶亚微颗粒W粉(晶粒尺寸14nm,粉末颗粒平均尺寸500nm),以及机械合金化制备了Ni-30wt﹪Fe纳米晶Ni基固溶体粉末(晶粒尺寸在10nm左右),并通过热分析发现该固溶体粉末固-液相转变温度为1444.2℃~1470.0℃。
实验对比研究了采取0.5μm,2~3μm,5~10μm和20~50μm等4种颗粒尺寸的W粉末的93W合金液相烧结工艺及烧结态的组织与性能。
论文对93W合金热静液挤压的传力润滑介质进行了系统地研究,测定了不同状态下的粘度系数。采用大变形弹塑性有限元理论建立了热静液挤压模型,采用DEFORM2D软件对不同工艺参数和边界条件下的热静液挤压过程进行了数值模拟计算。获得了挤压力、挤压角、摩擦系数、变形温度、变形程度对挤压变形区应力与应变场的影响,分析挤压过程产生缺陷的原因。对实际挤压工艺参数选择,模具设计有重要指导意义。
在93W合金高温性能研究中重点探讨了高温塑性问题。
论文研究了不同变形温度及变形程度对93W合金组织性能影响,同时也研究了600℃~450℃范围不同变形程度对旋锻态93W合金组织性能影响。热静液挤压可一次实现变形量75﹪的大变形,而旋转锻造需要5次加热锻造才能实现75﹪的变形量。比较了两种工艺在75﹪变形程度下组织及性能,并比较了综合性能。无论变形均匀性和综合性能,热静液挤压均优于旋转锻造。
论文详细分析了不同变形程度对93W合金中W颗粒变形影响。
论文研究了挤压后不同热处理状态对93W合金组织与性能影响,实验分析了挤压态与热处理态W相和γ相微观组织的演化规律。