Kompozyty wolframowe

• Autorzy: Ludyński Z. , Bucki J.J.

Warianty tytułu

EN

Tungsten composites

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Scharakteryzowano właściwości fizyczne i zakres zastosowań kompozytów wolframowych. Opisano kolejne operacje procesu technologicznego z wyjaśnieniem zjawisk w nich zachodzących. Przeprowadzono badania strukturalne oraz badania właściwości fizycznych stopu o składzie chemicznym 90W-7Ni-3Fe. Wnioski z prac zawierają program badań mających na celu podwyższenie właściwości, zmodyfikowanie technologii oraz rozszerzenie zakresu zastosowań kompozytów wolframowych.

EN

Tungsten composites (often called also tungsten heavy alloys) structure consists of high strength tungsten particles in ductile matrix. The density is in range 17.0-18.6 g/cm2 (due to high 88-98% tungsten content). As-sintered strength 750-950 MPa (with 10-30% elongation) can he increased by work hardening up to 1300-1500 MPa. High purity powders of particle size in range of few [micro]m (FSSS) are used in tungsten composites production process shown in Figure 1. The key part of the production process is occurring below tungsten melting temperature liquid phase sintering, involving a number of diffusion driven phenomena. The process conditions are presented schematically in Figure 2. Typical as-sintered structure for 90W-7Ni-3Fe composite, consisting of spheroidal tungsten grains in the 55Ni-23Fe-22W matrix is shown in Figure 3a. High mechanical properties (ultimate strength 960 MPa, yield stress 680 MPa, hardness 27 HRC) could be further improved by work hardening. It has been shown that tungsten composites (as opposite to pure tungsten) can be processed by cold deformation. Details are given for cold rolling of 25x25x2 mm sample plates after 20 and 40% reduction. The microstructures after rolling are shown in Figures 3b and 3c. Changes of microstructure quantitative parameters measured on parallel and perpendicular sections are presented in Table 1. Samples after rolling have been annealed in nitrogen at 500-750°C. The results of tensile and hardness tests are summarized in Table 2. Tensile properties increase (while elongation quickly decreases) with increasing reduction ratio. Annealing leads to further increase of tensile properties and hardness. The highest ultimate strength of over 1500 MPa (over 60% increase in comparison to as-sintered material) has been received for 40% reduction and annealing at 500-620°C. Conclusions cover propositions of further studies for improvement of alloys properties and modification of technology, as well as extension of application area for tungsten composites.

Słowa kluczowe

PL

kompozyt wolframowy; stop ciężki; wytwarzanie; właściwości fizyczne; zastosowanie

EN

tungsten composite; heavy alloys; production; physical properties; applications

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej
• Czasopismo: Kompozyty
• Rocznik: 2004
• Tom: R. 4, nr 11
• Strony: 243--247
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Ludyński Z.

• Orbit Sp. z o.o., ul. Heymana 37, 04-183 Warszawa

autor

Bucki J.J.

• Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Materiałowej, ul. Wołoska 141, 02-507 Warszawa

Bibliografia

• [1] Ludyński Z., Nowak W., Spieki ciężkie, technologia i wła- ściwości, Metalurgia Proszków 1995, 3/4, 24-28.
• [2] Rabin B.H., Bose A., German R.M., Characteristic of Liquid Phase Sintering Tungsten Heavy Alloys, Int. J. of Powder Metallurgy 1989, 25, 1, 1989, 21-27.
• [3] German R.M., Sintering Temperature Effect on Tungsten Heavy Alloys, Int. J. of Powder Metallurgy 1988, 24, 2, 115-121.
• [4] Patent PL 171823 - Sposób wytwarzania spieków ciężkich.
• [5] Ludyński Z., Kajzer S., Kozik R., Nowak W., Badania plastometryczne wolframowych stopów ciężkich, Konf. Plastyczność Materiałów, Ustroń, 25-29.09.1996.
• [6] Fortuna E., Ludyński Z., Kurzydłowski K.J., Mikrostruktura wolframowych stopów ciężkich w kontekście ich udarności, Rudy i Metale Niezależne 1998, 12, 721-728.
• [7] Ludyński Z., Bucki J.J., Jelenkowski J. - Impact Behavior of Heavy Alloys, Proc. Conf. Deformation and Fracture in Structural PM Materials, High Tatras, 13-16.10.1996.
• [8] Ludyński Z., Bucki J.J., Kozłowski M., Mazur A., Study of Hydrostatic Extrusion of Heavy Alloys, 14 Int. Plansee Seminar, Reutte, 12-16.05.1997.
• [9] Ludyński Z., Bucki J.J., Fracture Toughness of Tungsten Heavy Alloys, Congress Powder Metallurgy, Granada, 18-22.10.1998.
• [10] Ludyński Z., Bucki J.J., Deformation of Heavy Alloys, Konf. Deformation and Fracture in Structural PM Materials, Piestiany, 19-22.09.1999.
• [11] Fortuna E., Ludyński Z., Sikorski K., Kurzydłowski K., Studies of the Crelation between the Microstructure and Toughness of Tungsten Alloys, 5 Int. Conf. on Tungsten and Refractory Metals, Annapolis, 09.2000.
• [12] Ludyński Z., Fortuna E., Sikorski K., Kurzydłowski K., Microstructural Studies of Highly Deformed Tungsten Heavy Alloys, Konf. Deformation and Fructure PM Materials, Stara Lesna, 13-16.09.2002.
• [13] Fortuna E., Mikrostruktura a właściwości wolframowych stopów ciężkich, Praca doktorska, Politechnika Warszawska, Warszawa 2002.