钨合金材料及其应用.ppt

钨合金材料及其应用 制作人：钟石旺 钨及其性质： 钨——是属于有色金属，也是重要的战略金属，钨矿在古代被称为“重石”。1781年由瑞典化学家卡尔·威廉·舍勒发现白钨矿，并提取出新的元素酸－钨酸，1783年被西班牙人德普尔亚发现黑钨矿也从中提取出钨酸，同年，用碳还原三氧化钨第一次得到了钨粉，并命名该元素。钨属于元素周期系中第六周期（第二长周期）的 ⅥB族。钨在地壳中的含量为0.001%。已发现的含钨矿物有20种。钨矿床一般伴随着花岗质岩浆的活动而形成。经过冶炼后的钨是银白色有光泽的金属，熔点极高，硬度很大。随着人们对钨的不断研究，钨的使用也越来越广泛。 钨的性质： 1，钨的熔点为3410℃，沸点约为5900℃，热导率在10～100℃时为174瓦/米·K，在高温下蒸发速度慢、热膨胀系数很小，膨胀系数在0～100℃时，为4.5×10-6·K-1。 2，钨的比电阻约比铜大3倍。电阻率在20℃为10-8欧姆·米。 3，钨的硬度在8－9M（莫氏硬度标准）之间、密度高(密度为19.25克/厘米3)，高温强度好，电子发射性能亦佳。 4，钨的机械性能主要决定于它的压力加工状态与热处理过程。在冷状态下钨不能进行压力加工。锻压、轧压、拉丝均需在热状态下进行。 5，常温下钨在空气中稳定，在400-500℃钨开始明显氧化，形成蓝黑色的致密的W03表面保护膜。 6，常温下钨不易被酸、碱和王水浸蚀，但溶解于氢氟酸和王水的混合液内。 钨合金的分类： 钨合金材料主要包括两大系列： WNiCu合金，WNiFe合金及W-Ni-Cr、W-Ni-Mo、 W-Ni-Co等合金。这两种合金的应用范围较广而引起人们的高度重视。WNiFe合金由于具有比WNiCu合金更好的抗拉强度和延性而获得更为广泛的应用。其次包括WCu、WNiMo、WNiCu。等其他以钨为主的钨台金材料体系，这些成分体系的钨合金材料的应用范围正以很快的速度发展，如日本WCu合金的生产和消费以每年10％的速度增长。 钨合金的性能： 钨合金具有一系列优异的物理力学性能，主要体现在以下九个方面： (1) 密度高——高密度钨合金的密度一般为6.5—19.0g／cm3 ，即相当于钢密度的两倍以上。 (2) 抗拉强度高——烧结态WNiFe高密度合金的抗拉强度为800—1000MPa，热加工处理和形变加工处理后其强度可提高到1300—1500MPa。 (3) 延性好——WNiFe高密度合金具有很好的延性，其烧结态的伸长率可以达到10％—15％经真空或气氛脱氢处理后，伸长率可提高到20％—30％。 (4) 良好的吸收射线的能力——高密度合金的吸收射线的能力比铅高30％—40％，其稳定性也比铅好 (5) 良好的电性能——WNiCu、WNiFe高密度合金具有较好的导电性、耐电蚀性、耐高压等电性能。 (6) 良好的导热性及较低的线胀系数——其导热系数为模具钢的5借，而线胀系数只有铁或钢的1／2—1／3。 (7) 良好的耐腐蚀性与抗氧化性。 (8) 良好的可焊接性——高密度合金可以用钢、银焊接料进行钎焊，可进行电镀。 (9) 良好的机加工特性——由于WNiFe高密度合金具有很好的延性，可以进行车、铣、刨、车螺纹和攻丝等机加工，还可以进行轧制、旋锻和锻造加工等大形变强化处理。 钨合金的应用 在航空航天等尖端科学技术中主要用于以下几个方面： 1) 陀螺仪的转于材料。陀螺仪是飞机、人造卫星、各种导弹和宇宙飞船核潜艇的导航和控制系统的大脑：陀螺仪的稳定性随着回转体重量的增加而提高，采用高密度合金作为陀螺仪转子，可使其稳定性和控制精度大大提高。 2)飞机上的惯性旋转元件及发动机上的平衡配重元件。如“斯贝”发动机上用的配重元件此外．还大量地用于副翼、转向舵两侧的静态及动态平衡配重和直升飞机旋转叶片的平衡配重等。 在军事工业中，主要用于以下几个方面： 具有很高密度、强度、塑性和硬度的WNiFe高密度合金在军事工业中是一种很关键的材料，被用做枪弹中集束箭弹的小箭，聚能弹中的“火药性罩”，散弹，子母弹，屏幕弹，穿甲弹，具有很大的杀伤威力 在电气工业及机械制造中的应用：高密度钨合金具有很好的高温强度、硬度、导电性和抗蚀性能，所以在电热加工中具有广泛的应用前景。如电火花加工用电极材料，点焊材料，做模具及车铣刀刀头，高档轿车的曲轴，电子通讯行业中用手机中的振子材料。 在制造珠宝首饰等方面的应用： 由于钨合金具有超高的硬度、光泽度和质感，且不磨损不退色，让它在饰品等行业倍受青睐。由于它的价格及各种性能，使得有了“钨金”的美称。 钨合金材料前景 钨条常见的有纯度为99.95%、99.96%、99.97%、99.98%、99.99%、99.999%六种 纯度：99.95%价格： 国产（350元/公斤） 纯度：