與過(guò)渡金屬鉬（Mo）一樣，鎢（W）同樣是合金鋼的重要添加劑之一，能夠明顯優(yōu)化鋼的組織及性能，進(jìn)而使鎢合金化后的鋼更適合應(yīng)用于軍工國(guó)防、航空航天、核電、交通運(yùn)輸、醫(yī)療等領(lǐng)域中。近期，太原理工大學(xué)機(jī)械與運(yùn)載工程學(xué)院研究者介紹了鎢合金化對(duì)鋼微觀組織、機(jī)械性能、耐氫脆性和耐腐蝕性能等方面的影響以及鎢合金鋼的制備方法。
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研究表明，與不含鎢的鋼相比，含鎢元素的鋼的奧氏體化起始溫度和結(jié)束溫度都更高，拉伸強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度和蠕變斷裂強(qiáng)度均更大，耐蝕性更好，抗氫脆性能更佳，而相變臨界冷卻速率更低，沖擊韌性更差。當(dāng)冷卻速率相同時(shí)，微合金鋼的硬度隨著鎢含量的增加而升高；隨著冷卻速率的升高，不同鎢含量的合金鋼的硬度相差越來(lái)越小。在合金鋼中，鎢的添加量在1.4wt.%最好，因?yàn)楫?dāng)鎢含量從1.4wt.%升高2wt.%時(shí)，鋼的低周疲勞壽命雖然會(huì)升高，但是軟化量有所下降。
鎢合金鋼的制備方法包括真空感應(yīng)熔煉法，真空電弧熔煉法，熱等靜壓工藝，放電等離子燒結(jié)法，砂型鑄造法、微波燒結(jié)法、3D打印技術(shù)（電子束熔化、選擇性激光熔化、電弧增材制造）等。其中，真空感應(yīng)/電弧熔煉法可以去除雜質(zhì)，如硫，磷，氧和砷等；熱等靜壓工藝能夠生產(chǎn)均勻性好和熱力學(xué)性能優(yōu)異的鎢合金鋼；放電等離子燒結(jié)通過(guò)通斷直流脈沖電流可以快速地生產(chǎn)高比重的鎢合金鋼。
該研究成果已以“A review of the effect of tungsten alloying on the microstructure and properties of steels”為題發(fā)表在英文期刊《Tungsten》上。
鎢合金鋼的制備方案原理圖（圖源：JingWei Zhao/Tungsten）
