Improving mechanical properties of sintered wolfram based alloy with liquid phase trough controlled cooling parameters

• Autorzy: Muresan R. , Riti-Mihoc E. , Prica C. V. , Bodea M.

Warianty tytułu

PL

Poprawa własności mechanicznych stopów wolframu spiekanych z udziałem fazy ciekłej poprzez kontrolowane chłodzenie

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Heavy alloys with 90 and 93 w/o W and a 7:3 Ni: Fe ratio are usually produced by the liquid phase sintering of W, Ni, and Fe powder mixtures. The result is a two-phase microstructure of spherical W solid solution grains embedded in a matrix of Ni rich solid solution. UTS, elongation, and microstructure strongly depend on the composition of the atmosphere during liquid phase sintering, on the cooling conditions and/or on the composition of the protective atmosphere during the heat treatment and its cooling conditions if treatment was applied after sintering. The sintering atmosphere is usually hydrogen. This can assure a proper densification but in the same time it can give rise to embitterment of W/matrix boundaries accompanied by a drastically decreasing ductility. In order to avoid this effect, heat treatments are applied in a neutral atmosphere (Ar, N2, Ar+N2, etc.) to completely or partially remove the hydrogen from the sintered material. This paper studies the effect of protective atmosphere and cooling conditions on the UTS, elongation and microstructure of the above-mentioned two heavy alloys.

PL

Ciężkie stopy o zawartości 90 i 93%.wag W i stałym stosunku Ni do Fe wynoszącym 7:3 są zwykle wytwarzane przez spiekania z udziałem fazy ciekłej mieszaniny proszków W, Ni i Fe. Rezultatem jest dwufazowa mikrostruktura sferycznych ziaren roztworu stałego W, osadzonych w matrycy bogatego w Ni roztworu stałego. Wytrzymałość na rozciąganie, wydłużenie, i mikrostruktura silnie zależą od składu atmosfery podczas spiekania z udziałem fazy ciekłej, od warunków chłodzenia i/lub składu atmosfery ochronnej podczas obróbki cieplnej i warunków chłodzenia, jeśli zostało zastosowane po spiekaniu. Spiekanie prowadzone jest zwykle w atmosferze wodoru, która zapewnia odpowiednie zagęszczenie, ale jednocześnie może doprowadzić do zadrażnień na granicach ziaren W/osnowa, czemu towarzyszy drastycznie zmniejszenie ciągliwości. Żeby uniknąć tego efektu, obróbka cieplna prowadzona jest w atmosferze obojętnej (Ar, N2, Ar + N2 itp.), żeby częściowo lub całkowicie usunąć wodór ze spiekanego materiału. W pracy badano wpływ atmosfery ochronnej i warunków chłodzenia na wytrzymałość na rozciąganie, wydłużanie i mikrostrukturę wyżej wymienionych stopów.

Słowa kluczowe

EN

tungsten heavy alloy (THA); W-Ni-Fe composites; liquid phase sintering (LPS); sintering atmosphere

PL

stopy ciężkie wolframu; kompozyty W-Ni-Fe; faza ciekła spiekania; spiekanie

• Wydawca: Institute of Metallurgy and Materials Science of Polish Academy of Sciences ; Committee of Materials Engineering and Metallurgy of Polish Academy of Sciences
• Czasopismo: Archives of Metallurgy and Materials
• Rocznik: 2012
• Tom: Vol. 57, iss. 1
• Strony: 87--92
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Muresan R.

autor

Riti-Mihoc E.

autor

Prica C. V.

autor

Bodea M.

• Department of Materials Science and Technology, Technical University of Cluj-Napoca, 103-105 Muncii, Cluj-Napoca, Romania

Bibliografia

• [1] S. G. Caldwell, Microhardness Variations in Tungsten-Based Heavy Alloys as a Function of Composition and Processing Variables, Progress in PM, Annual Conf. Proc. 41, MPIF-APMI, 123-138 (1985).
• [2] L. Ekbom, Microstructural Study of the Deformation and Fracture Behavior of a Sintered Tungsten-Base Composite, Modern Developments in PM, Special Materials 14, Ed. H. H. Hausner, e.a, APMI, Princeton, 177-187 (1981).
• [3] J. B. Posthill, e.a, Precipitation at Tungsten/Tungsten Interfaces in Tungsten-Nickel-Iron Heavy Alloys, Powder Metallurgy 29, 1, 45-51 (1986).
• [4] Sintermetallwerk Krebsöge GmbH, Wolfram-Schwermetalle, Prospekt (1976).
• [5] T. K. Kang, e.a, Effect of Cooling Rate on the Microstructure of a 90W-7Ni-3Fe Heavy Alloy, Modern Developments in PM, Special Materials 14, Ed. H. H. Hausner, e.a, APMI, Princeton, 189/203 (1981).
• [6] H. Hofmann, G. Petzow, Influence of Sintering Atmosphere on Mechanical Properties of Tungsten Heavy Alloys, Modern Developments in PM, Special Materials, 17, Ed. E. N. Aqua and C. I. Whitman, MPFI-APMI, Princeton, N. J., 17-29 (1985).
• [7] R. Mureşan, PhD: Thesis, Technical University of Cluj-Napoca, (2000).
• [8] K. Chattopadhyay, Microstructural characterization of sintered W-Ni-Fe alloys, Indian Institut of Techoligy (2003).
• [9] Y. Wu, R. M. German, B. Max, R. Bollina, M. Bell, Materials Science and Engineering A 344 (2003).
• [10] J. Shen, L. Campbell, P. Suri, R. M. German, International Journal of Refractory Metals&Hard Materials 23 (2005).