高比重合金

 

　　一种以钨为基（约90～98％）并加入镍、铁、铜或其他组元的合金，比重一般为17.0～18.5。这种合金有良好的塑性和可切削性、良好的导热性和导电性，对γ射线或 X射线有极好的吸收能力。这种合金主要用于制造航空和航天器用的陀螺仪转子、导向装置和减震装置等；机械制造用的压铸模、刀夹、镗杆以及自动手表重锤等；常规武器用的穿甲弹弹芯，电气产品用的铆头和开关触点；此外还用于制造各种防射线的屏蔽部件等。
　　1935年，麦克伦南(J.C.McLennan)等人首先研制成高比重钨合金。此后经过多年的研究，形成了高比重钨合金体系。60年代后期，高比重钨合金发展较快，在合金热处理和塑性加工方面取得不少成就。由于把传统的粉末冶金与金属塑性加工工艺结合起来，合金强度明显提高。中国自60年代初开始研制这类合金，已形成生产能力。
　　高比重钨合金采用粉末冶金工艺制得，通过液相烧结使合金质地致密，烧结在氢气保护下进行，温度一般为1400～1600℃。烧结后的合金比重可达到合金理论比重的99％以上。烧结产品可以直接使用，也可作为塑性加工的坯料。合金的组织由钨相和粘结相(或称基体相)组成。前者构成钨骨架，保证合金的比重和强度；后者由合金元素和钨形成（烧结时呈液相），填充了钨骨架，可以提高合金的强度和改善合金的塑性。合金的典型金相组织见图。

从合金断口的形貌照片中可以看到钨相和粘结相的断裂过程。钨相在断裂时不发生塑性变形，断裂多发生在钨－钨颗粒界面或钨相－粘结相界面上，也可发生在钨相的解理面上；粘结相在断裂时则发生塑性变形，形成韧窝状组织。
　　高比重钨合金主要有两类：① W-Ni-Cu系一般含钨90～95％，镍铜含量比多为 3:2。铜可以降低镍粘结相的熔点和改善合金的烧结性能。这类合金无铁磁性，制备工艺简便。②W-Ni-Fe系一般含钨 90～98％，镍铁含量比多为7:3或1:1，这类合金可进行热处理和塑性加工。经过塑性加工后的合金强度(σ_b)可达120公斤力/毫米²以上。在上述两类合金的基础上，还可以加入钼、铬、钴、铌、铂、钌、钯和金属氧化物(或金属纤维)等，以改善合金的工艺性能、耐蚀性能和力学性能。常用高比重钨合金成分和性能列表如下：