高比重鎢合金是以鎢元素為主要含量加入其他元素組成的合金,根據(jù)其添加元素可以分成不同的類別。
1.W-Ni-Cu合金
W-Ni-Cu合金主要由W、Ni、Cu粉末經(jīng)混合壓制燒結(jié)而成。其中,W含量一般是80%~90%,加入Ni和Cu黏結(jié)劑,在液相燒結(jié)後形成兩相合金,密度接近理論密度。該合金中,除W、Ni外剩餘含量主要是銅的含量,銅在合金中可提高鎢合金的強(qiáng)度、塑性和導(dǎo)電性。在性能方面,該合金沒有磁性可做特殊的應(yīng)用,其它物理性質(zhì)與鎢合金總體性能相同。
2.W-Ni-Fe合金
W-Ni-Fe合金是由W、Ni、Fe粉末經(jīng)混合壓制燒結(jié)而成。其中鎢的含量占比一般80%~90%而鎳、鐵起到黏結(jié)劑的作用。在液相燒結(jié)後形成兩相合金,密度與理論密度相近。鎳是液相燒結(jié)工藝中必不可少的元素,一般含量為0.5%~12%,如果大於12%,則合金的耐熱性和耐腐蝕性均將降低。鐵的含量一般在0.5%~8%之間,如果大於8%該合金的脆性會(huì)升高。鐵在該合金中可提高強(qiáng)度和塑性,這類合金有一定的磁性,可用做穿甲彈彈芯材料、子母彈等高動(dòng)量殺傷碎片、配重以及其他工業(yè)領(lǐng)域。與W-Ni-Cu合金相比該合金的強(qiáng)度和塑性更優(yōu)良。
3.W-Ni-Cr合金
W-Ni-Cr合金中的Cr元素在該合金中作為固溶強(qiáng)化添加元素,具有提高抗腐蝕性和抗高溫氧化性,還可以提高合金的高溫強(qiáng)度和硬度。一般含量一般為0.2%~5%。這種合金的硬度極高(HV=600,而W-Ni- Fe合金的硬度為HV=310)。該合金的力學(xué)性能取決於Cr/Ni的比,當(dāng)比值小時(shí)塑性較好,硬度略高;比值大時(shí)硬度高,抗拉強(qiáng)度低,幾乎沒有塑性。
4.W-Ni-Mo合金
該合金中Mo元素與W-Ni-Cr合金中Cr元素的作用基本相同,都是作為固溶強(qiáng)化添加劑元素,含量在0~25%。在液相燒結(jié)時(shí)可溶于黏結(jié)相中,起到固溶強(qiáng)化、細(xì)化晶粒的作用,有效地改善了合金的力學(xué)性能、高溫強(qiáng)度和抗熱衝擊助力。研究表明,隨著Mo含量的增加,合金的屈服強(qiáng)度、極限抗拉強(qiáng)度和硬度都會(huì)有所提高,而延性和燒結(jié)密度則會(huì)下降。
5.W-Ni-Co合金
Co元素在該合金中作為協(xié)同強(qiáng)化添加元素,可改善合金的高溫性能,特別是強(qiáng)化黏結(jié)相,避免生成合金間化合物,明顯提高合金的高溫強(qiáng)度和硬度,一般含量為0.5%~5%。研究表明當(dāng)溫度高於500℃時(shí),該合金的強(qiáng)度和塑性明顯高於W-Ni-Fe合金。