Kształtowanie struktury i właściwości wolframowych stopów ciężkich o przeznaczeniu specjalnym

• Autorzy: Kaczorowski M. , Skoczylas P.

Identyfikatory

DOI

10.5604/20815891.1149754

Warianty tytułu

EN

Creation of the Structure and Mechanical Properties of Tungsten Heavy Alloys for Special Application

• Konferencja: Międzynarodowa Konferencja Uzbrojeniowa „Naukowe aspekty techniki uzbrojenia i bezpieczeństwa” (10 ; 15-18.09.2014 ; Ryn , Polska)
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule zamieszczono wyniki badań doświadczalnych, których celem było opracowanie metody wytwarzania wolframowych stopów ciężkich (WSC), przeznaczonych na rdzenie pocisków podkalibrowych stabilizowanych brzechwowo typu APFSDS (ang. Armor Piercing Fin Stabilized Discarding Sabot). Stwierdzono, że najbardziej skuteczną metodą zwiększania właściwości wytrzymałościowych WSC jest obróbka plastyczna na zimno, prowadząca do umocnienia odkształceniowego zarówno ziaren wolframu, jak i osnowy na bazie Ni. Obróbka ta powinna być jednak prowadzona w sposób kontrolowany, ponieważ nadmierny zgniot, powodujący bardzo duże zwiększenie wytrzymałości na rozciąganie i twardości, dokonuje się kosztem znaczącego zmniejszenia wydłużenia, w szczególności odporności na obciążenia udarowe. Obróbka cieplna obejmująca wyżarzanie pod obniżonym ciśnieniem oraz szybkie chłodzenie (przesycanie) połączone z późniejszym wyżarzaniem w temperaturze w zakresie 500-800°C umożliwia dalsze zwiększenie wytrzymałości WSC, lecz efekt obróbki cieplnej jest znacznie mniej efektywny niż obróbki plastycznej na zimno.

EN

The paper presents the results of experimental studies aimed at elaboration of the manufacturing technology of tungsten heavy alloys (WSC) with high mechanical properties, dedicated for kinetic energy penetrators of armour piercing fin stabilized discarding sabot (APFSDS) ammunition. Especially, the results of mechanical properties’ investigations and structure observations of the materials strengthened by cold work and heat treatment involving supersaturation and aging are described. It was concluded that the best method of WSC strengthening is cold working, involving strain hardening both tungsten grain and Ni-based matrix. The cold working should be carried out under control because it excesses deformation causing very high strength and hardness increase is accomplished by the cost of substantial ductility, especially impact strength decrease. The solution heat treatment in vacuum furnace followed by water quenching and then isothermal aging at temperature range of 500-800°C enable further strength and hardness increase of WSC but its effectiveness is substantially less than cold work strengthening.

Słowa kluczowe

PL

inżynieria materiałowa; wolframowe stopy ciężkie; struktura stopu; właściwości stopu

EN

materials science and engineering; tungsten heavy alloys; alloy structure; alloy properties

• Wydawca: Wojskowa Akademia Techniczna im. Jarosława Dąbrowskiego
• Czasopismo: Problemy Mechatroniki : uzbrojenie, lotnictwo, inżynieria bezpieczeństwa
• Rocznik: 2015
• Tom: Vol. 6, Nr 1 (19)
• Strony: 27--40
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz., il., wykr.

Twórcy

autor

Kaczorowski M.

• Zakład Mechaniki i Technik Uzbrojenia IMiP, Wydział Inżynierii Produkcji, Politechnika Warszawska, ul. Narbutta 85, 02-524 Warszawa

autor

Skoczylas P.

• Zakład Mechaniki i Technik Uzbrojenia IMiP, Wydział Inżynierii Produkcji, Politechnika Warszawska, ul. Narbutta 85, 02-524 Warszawa

Bibliografia

• [1] Erhardt N.B., Suri P., German R.M., A study of microstructural evolution of tungsten heavy alloys during liquid phase sintering, Advances in Powder Metallurgy and Particulate Materials 2003, Part 5, Metal Powder Industries Federation, Princeton, NJ, USA, pp. 52-58, 2003.
• [2] Magness L.S., Kapoor D., Flow-softening tungsten composites for kinetic energy penetrator applications, Proceedings of the 3rd International Conference on Tungsten and Refractory Metals, pp. 11-20, McLean, Virginia, USA, 1994.
• [3] Kaczorowski M., Nowak W., Skoczylas P., Zjawiska występujące w rdzeniach pocisków podczas penetracji płyty, Materiały XVI Konferencji Naukowo-Technicznej UZBROJENIE, Rynia, s. 213-219, 2007.
• [4] Bose A., Couque H., Langford J. Jr., Shear localization in tungsten heavy alloys, Advances in Powder Metallurgy and Particulate Materials, vol. 4, Non-Ferrous Materials, pp. 85-94, 1992.
• [5] German R.M., Critical developments in tungsten heavy alloys, Proceedings of the 1st International Conference on Tungsten & Tungsten Alloys, pp. 3-13, 15-18 November 1992, Arlington, Virginia, USA, 1992.
• [6] Edmonds D.V., Structure-property relationships in sintered heavy alloys, Refractory Metals & Hard Materials, vol. 10, pp. 15-26, 1991.
• [7] Weerasooriya T., Moy P., Dowling P.J., Effect of W-W grain contiquity on the high shear strain rate behavior of 93W-5Ni-2Fe tungsten heavy alloy, Proceedings of the 2nd International Conference on Tungsten and Refractory Metals, pp. 401-409, Princenton, 1993.
• [8] Ghosal P., Bagchi T.P., Muralenndharan K., Sarma B., TEM studies on liquid phase sintered W-Ni-Co alloy system, N. P/M Science & Technology Briefs, vol. 2, no. 5, pp. 14-17, 2000.
• [9] Ebkoml B., Tungsten heavy metals, Scandinavian Journal of Metallurgy, vol. 20, pp. 190-197, 1991.
• [10] Kaczorowski M., Skoczylas P., Krzyńska A., The strengthening of weight heavy alloys during heat treatment, Archives of Foundry Engineering, vol. 14, pp. 75-80, 2012.
• [11] Metals Handbook, vol. 12, Fractography, ASM, Ninth Edition, Metals Park, Ohio, 1978.
• [12] Skoczylas P., Wpływ dodatku kobaltu na strukturę i właściwości mechaniczne wolframowych stopów ciężkich, rozprawa doktorska, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa, 2013.
• [13] Massalski T.B., Binary Phase Diagram, ASM International, 1990.

Uwagi

PL

Artykuł został opracowany na podstawie referatu prezentowanego podczas X Międzynarodowej Konferencji Uzbrojeniowej nt. „Naukowe aspekty techniki uzbrojenia i bezpieczeństwa”, Ryn, 15-18 września 2014 r.