钨及钨合金素材
钨合金
钨合金的用途
1、灯丝业 钨最早用于制作白炽灯丝。1909年美国库利吉（W.D.Coolidge） 采用钨粉压制、重熔、旋锻、拉丝工艺制成钨丝,从此钨丝生产得到迅 速发展。1913年兰米尔(ngmuir)和罗杰斯 (W.Rogers)发现钨钍 丝（又称钍钨丝）发射电子性能优于纯钨丝后,开始使用钨钍丝,至今 仍然广泛使用。1922年研制出具有优良的抗下垂性能的钨丝（称为 掺杂钨丝或不下垂钨丝），这是钨丝研究中的重大进展。不下垂钨丝 是广泛使用的优异灯丝和阴极材料。50～60年代，对钨基合金进行 了广泛的探索研究，希望发展能在1930～2760℃工作的钨合金，以 供制作航天工业使用的耐高温部件。其中以钨铼系合金的研究较多。 对钨的熔炼和加工成形技术也开展了研究，采用自耗电弧和电子束熔 炼获得钨锭，并经挤压和塑性加工制成某些制品；但熔炼铸锭的晶粒 粗大，塑性差，加工困难，成材率低，因而熔炼－塑性加工工艺未能 成为主要生产手段。除化学气相沉积 （CVD法）和等离子喷涂能生 产极少的产品外，粉末冶金仍是制造钨制品的主要手段。
THAMK YOU
钨合金的分类
1、钼钨合金 含钼和钨两种元素的合金，它包括以钼为基的钼钨合金和以钨为基 的钨钼合金系列。该种合金能以任何比例形成，在所有温度下均为完 全固溶体合金。 2、铌钨合金 以铌为基加入一定量的钨和其他元素而形成的铌合金。钨和铌形 成无限固溶体。钨是铌的有效强化元素，但随着钨添加量的增加，合 金的塑性一脆性转变温度将上升，晶粒也显著长大。因此，要得到高 强度的铌钨合金，须适当地控制钨的添加量，同时还须适量加入细化 晶粒、降低塑性一脆性转变温度的元素如锆和铪等。1961年，美国 研制成功用于航天飞机蒙皮的Nb-10W-2．5Zr合金，以后又发展成 为Nb-10W-1Zr-0．1C合金。70年代初，中国也研制成功 NbWl0Zr2．5和NbWl0Zr1C0．1合金。
钨及钨合金
真空熔炼
电弧炉、电子束炉熔炼
化学气相沉积( CVD)
高纯 H2(99. 99% )和高 纯 WF6 ( 99. 99% ) 为 原 料 气 体，通 过 化 学 反应 WF6 + 3 H2→W + 6HF还原生成钨原子， 在沉积仿形基体上获得钨沉积层 。沉积过
程结束后通过化学腐蚀或将基体在真空炉 中熔化获得沉积钨制品 。沉积制品形状取 决于沉积基体形状，尺寸精确可控
GTA
（A） （C）
（B）
GTA
GTA
EBW/GTAB
GTAB
GTA
Results for alloyed tungsten
GTA
Ebw
Conclusions
由于大多数钨合金韧脆转变温度都在室温以上，焊前对工件机械加工等处理 需要十分小心。
对于非合金化钨合金的单道焊接需要预热以避免裂纹的产生。
电触头、电 接点以及半 导体支承件 和火箭喷管
氩弧焊接、 等离子焊接 与切削、非 自耗电弧炉 等高温电极
电子管热阴 极、高温放 电电极和氩 弧焊电极
钨合金的制备工艺
粉末冶金
将钨粉与合金元素粉末或其他添加剂粉末充分混 合，再进行压制成形、预结、烧结等工序而成合 金锭坯，并对锭坯进行各种塑性加工可制成棒、 丝、片材等
chamber <5*10-5torr
1hr
pure argon
V=10ipm
I=350A
U=10~15V GTAB
filler metal tungsten and W26% Re(铼)
EBW 5*10-6torr 150KV 20mA
GTA
Results for unalloyed tungsten
钨的应用特点及原理图解
钨的应用特点及原理图解1. 钨的概述钨是一种金属元素，其化学符号是W，原子序数是74。
钨的特点包括高熔点、高密度、高韧性和耐腐蚀性。
钨广泛用于各种工业领域，如航空航天、电子、化工、冶金等。
2. 钨的应用特点•高熔点–钨的熔点为3422℃，是所有金属中熔点最高的。
这使得钨成为制作高温零件的理想材料，如航天器的导螺旋和火箭喷嘴。
•高密度–钨具有高密度，大约为19.3克/立方厘米。
由于其高密度，钨被广泛用于制造高屏蔽产品，如射线防护设备、防护服以及核医学设备等。
•高韧性–钨具有优秀的抗拉强度和韧性，可用于制造各种工具，如钨钢刀具、钨丝、电极等。
钨丝通常用于电子设备中的发光二极管（LED）和半导体器件。
•良好的耐腐蚀性–钨具有出色的耐腐蚀性，可以在恶劣环境下长时间使用。
因此，钨被广泛应用于化工、冶金和海洋工程等领域。
3. 钨的应用领域钨由于其独特的特点，在不同领域具有广泛的应用。
•航空航天–钨的高熔点和高密度使其成为航空航天领域的理想材料。
钨合金被广泛应用于火箭、导弹和卫星等高温及高荷载环境下的零件制造。
•电子工业–钨被广泛应用于电子器件、集成电路和半导体行业。
钨丝常用于电子器件中的热阴极和阴极射线管（CRT）。
钨合金也被用作硅片制造的导热材料。
•化工领域–钨的耐腐蚀性使其成为化工工业中重要的材料之一。
它被用于制造催化剂、反应器、炉具和管道等化工设备。
•冶金行业–钨的高熔点和高密度使其成为冶金行业的重要材料。
钨被用于制造高温合金、高速钢和切削工具等。
•其他领域–钨还被应用于核能工业、医学领域（如CT扫描中的X射线源）、船舶建造和太阳能行业等。
4. 钨的应用原理图解以下图解展示了钨在航空航天、电子工业和化工领域的应用原理：4.1 航空航天领域应用原理图解// 插入航空航天领域应用原理图解图示4.2 电子工业领域应用原理图解// 插入电子工业领域应用原理图解图示4.3 化工领域应用原理图解// 插入化工领域应用原理图解图示以上是钨的应用特点及原理图解的介绍，钨的独特特性使其成为各个领域中不可或缺的材料，为现代工业发展做出了重要贡献。
钨及钨合金
钨及钨合金的焊接
报告人：**
钨及钨合金简介
目录
钨及钨合金的焊接性
钨及钨合金简介
ห้องสมุดไป่ตู้
基本信息
钨 元素周期表第六周期ⅥB族元素，为稀有高熔点金属。元素符号W， 原子序数 74，相对原子质量183.85。致密块状金属钨呈银白色光泽。
表1 钨的主要物理性质
密度 ρ /kg·
m-3
熔点 T/K
沸点 T/K
19300
(293K) 17700
3680±2.0 5930
(熔点温 度的液体)
蒸气压 ρ /kPa
热导率 线胀系数
λ /W·m- α l/K-1 1·K-1
抗拉强度 σ b/MPa
弹性模量 E/MPa
3.38×10-13 (2000K)
7.75×10-7 （2800K）
1800
(未退火丝)
174(300K)
钨合金的高温强度
钨合金分类和用途（按照所添加元素的不同）
钨合金
钨铼合金
钨钼合金
高密度钨 合金
钨铜合金 钨银合金
铈钨合金 镧钨合金 钇钨合金
钍钨合金
电子管、显 像管、灯泡、 高温热电偶
等
电子管热丝、 玻璃封接引 出线和电火 花切割线
陀螺转子、 射线屏蔽材 料、压铸模、 配重材料和 穿甲弹体
钨(W)
钨铼合金中，铼的添加,不仅能提高材料强度, 提高合金的再结晶温度约200～400℃，使二 次再结晶后塑性好、晶粒长大缓慢，而且可以 显著降低塑性－脆性转变温度。添加的铼如超 过30%，就会损害合金的加工性能。钨铼合金 还具有较高的热电势，在2200℃下，其热电 势与温度成直线关系。钨铼热电偶测量温度可 高达3000℃，是优异的高温热电偶材料。
储氢合金
由于石油和煤炭的储量有限，而且在使用过程 中会带来环境污染等问题，尤其是20世纪70 年代全球石油危机，使氢能作为新的清洁燃料 成为研究热点。在氢能利用过程中，氢的储运 是重要环节。1969年荷兰飞利浦公司研制出 LaNi5储氢合金，具有大量的可逆地吸收、释 放氢气的性质，其合金氢化物LaNi5H6中氢的 密度与液态氢相当，约为氢气密度的1 000倍。
晶体结构及晶格常数Α-W：体心立方 A=3.16524 NM（25℃）
晶胞参数： a = 316.52 pm，b = 316.52 pm，c = 316.52 pm，α = 90°，β = 90°，γ = 90° β-W：立方晶格 a=5.046 nm（630℃以下稳定） 弹性模量：35000—38000 MPa（丝材） 扭力模量：～36000Mpa
钨合金的密度可达16.5~19.0g/cm^3。较常用 的主要有：W-Ni-Cu和W-Ni- Fe两大系列。这种 材料在密度、强度、硬度、延展性、导电/热 性等物理性能中都有显著的特点，因而在国防 工业、航空航天工业，医疗行业、电气行业等 行业中得到广泛的应用
钨合金的性能
密度高：高密度钨合金的密度一般为 16.5~19.0g/cm^3，即相当于钢密度的两倍以 上。 抗拉强度高：烧结态W-Ni- Fe高密度合金的抗 拉强度为800~1000MPa，热处理和形变加工 处理后其强度可提高到1300~1500 MPa。 延性好：W-Ni-Fe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%。
钨合金（高比重合金）介绍
钨合金（高比重合金）介绍什么是钨合金？钨合金通常为难熔金属，一般由W-Ni-Fe (钨-镍-铁) 或W-Ni-Cu (钨-镍-铜) 或W-Ni-Cu-Fe (钨-镍-铜-铁)构成，有些钨合金还有添加Co (钴)、Mo (钼)、Cr (铬)等。
他们有很高的熔点，密度是钢铁的2倍，并且重量比铅重50%。
钨的含量在合金中通常占90%~98%，这也正是钨合金能有高密度（通常为16.5克/厘米3~18.75克/厘米3）的原因所在。
Ni、Fe、Cu则被用作是粘合剂，起到让易脆的钨粘结在一起的作用，从而，增强钨合金的延展性，使其易于加工。
Ni-Fe是交常用的添加剂，其比例为7Ni:3Fe或8Ni:2Fe（重量之比）。
钨合金常规的生产流程包括混料，冷压和液相烧结直至所需的密度。
在液相烧结的过程，这种基体合金呈熔解态，有助于钨更好地溶与液体，使钨大颗粒（20~60微米）分散到这种基体合金中。
这种处于烧结态的材料通常还要进行热机械处理过程，如：锻造，以便增强其硬度和强度。
目前高比重合金（钨合金）的成分以WNiFe颇受欢迎，例如93W-4.9Ni-2.lFe和95W-4Ni-lFe。
在WNiFe合金中添加适量的钴可以增强他的强度和延展性。
钨合金的主要性能钨合金有许多特殊的性能，比如：体积小但高密度（通常为16.5克/厘米3~18.75克/厘米3），高熔点，硬度大，出色的耐磨性，高极限抗拉强度，延展性好，低蒸气压，耐高温，热稳定性好，易加工，耐腐蚀，良好的抗震性，极高的辐射吸收能力，优秀的抗冲击能力和抗龟裂性，并且无毒环保，与国际环境保护标准是一致的。
钨合金的应用由于钨合金具有上述特殊的性能，被广泛应用于许多领域，比如：运动方面，包括高尔夫杆，渔坠子，飞镖，汽艇，赛车；医学方面，包括辐射屏蔽件，瞄准仪，同位素容器，防辐射试管；科技方面，包括钨合金电子分装片，石油钻井，煤矿开采；军事方面，子弹，榴霰弹，飞航式导弹平衡球，等等。
钨相关资料-钨铜网
钨相关资料介绍钨是银白色金属，熔点高达3400℃；钨的硬度大、密度高、高温强度好。
钨主要用于生产硬质合金和钨铁。
钨与铬、钼、钴等组成耐热耐磨合金用于制作刀具、金属表层硬化材料、燃起拉机叶片。
钨与钽、铌、钼等组成难熔合金。
钨铜和钨银合金用于制作电灯泡、电子管的部件和电弧焊的电极。
钨的一些化合物可作荧光剂、颜料、染料等。
钨广泛应用于石油和天然气、矿业、电子、金属加工、机器设备、重型制造业,这些部门使钨的应用达到总量的85%,其他应用于军事、核能和航空航天工业等。
随着经济的发展,科技的进步,中国钨的应用范围正在逐步扩大,产品品种日益增加,极大地满足了国民经济建设和国防军事建设的需要。
美国、日本、西欧是世界钨的主要消费国，合计占世界总消费量的60％～65％，但这些国家钨精矿产量只能满足需求量的12％～15％，大多靠进口满足需要，因而也是最重要的钨进口国。
中国是世界上最大的钨供应国。
钨，TUNGSTEN，源自瑞典文tungsten，意为“沉重的石头”。
W的符号，由它的德国名字Woifram而来，1783年发现。
是具有最高熔点3,140℃的金属，用钨做成的灯丝耐得住灯泡的高热，其他用途包括制造超高速钻孔器和汽车分配器的尖端。
化学周期系第VI类副族元素，原子序数74．自从1879年爱迪生发明了灯泡以来，金属钨便大显神通．白炽灯、碘钨灯和真空管中的灯丝，都是用钨丝做成的．因为钨是熔点最高的金属，它的熔点高达3410℃，当白炽灯点亮的时候，灯丝的温度高达3000℃以上，因此它素有“烈火金刚”之美称．钨最初是从瑞典出产的一种当时称之为“重石”的白色矿石当中发现的．1781年瑞典化学家舍勒把这种矿石进行分析，证明其中并不含锡，也不含铁，只含有石灰和另一种特殊的固体物质．舍勒称此物质为“tungsticacid”(钨酸)，并且认为，将钨酸还原，有获得一种新金属的可能．当时称之为“重石”的矿物，现在知道它的主要成分就是钨酸钙，是含钨的重要矿石，称它为白钨矿．1783年，西班牙的两位化学家德鲁亚尔兄弟从瑞典的一种黑褐色的矿石中，也得到了已被舍勒所发现的钨酸．于是他们将钨酸和木炭粉末的混合物，放在一只密封的泥制坩埚中用高温进行灼烧．灼烧完毕，待坩埚冷却，将盖移去，发现坩埚中生成一种黑褐色的金属颗粒。
钨合金方面知识点总结
钨合金方面知识点总结一、钨合金的组成钨合金是以钨为主要成分，同时掺杂其他合金元素形成的。
钨合金的主要成分包括钨、钴、镍、铁等。
其中，钨的含量一般在80%以上，而钴、镍、铁等合金元素的含量则在20%以下。
这一组成可以使钨合金具有极高的硬度和耐磨性，从而适用于多种高强度、高耐磨的工程应用场合。
二、钨合金的性能1. 高硬度钨合金的硬度非常高，通常在HRC硬度标准下可以达到65到70以上，硬度比一般的工程钢材高出很多倍。
这使得钨合金在加工材料时具有极大的优势，可以有效地延长其使用寿命。
2. 耐磨性由于钨合金含有大量的钨金属，其耐磨性能非常出色。
在使用过程中，钨合金可以有效地抵抗材料的磨损，并且具有较高的磨损耐受能力。
因此，钨合金制品通常可以在比较恶劣的环境中使用，具有较长的使用寿命。
3. 耐腐蚀性钨合金具有较好的耐腐蚀性能，可以在大部分的化学腐蚀环境中稳定地工作。
这使得钨合金在一些特殊的工程领域中被广泛应用，比如在海洋工程、化工设备等方面。
4. 高密度钨合金的密度非常大，达到了19.3g/cm³，是一般钢材的两倍以上。
这样的高密度使得钨合金在一些具有振动、冲击环境下仍然能够稳定地工作，进一步拓展了其应用领域。
5. 高熔点钨合金的熔点非常高，达到了3422℃，是一般工程金属材料的数倍。
这使得钨合金可以在高温工作环境下保持稳定的物理和化学性能，对于高温设备的制造具有重要意义。
三、钨合金的加工钨合金的加工由于其硬度和耐磨性，相对会更加困难。
一般的切削工具对于钨合金的切削效果并不理想，容易导致切削工具的磨损和损坏。
因此，通常需要采用专用的加工工艺来加工钨合金。
1. EDM加工电火花加工（EDM）是一种适用于钨合金的加工方法。
通过EDM可以精确地加工出复杂形状的工件，并且可以实现较高的加工精度。
这使得EDM在钨合金的加工中得到了广泛应用。
2. 粉末冶金粉末冶金是一种常见的钨合金制备方法。
通过粉末冶金可以制备出各种需要的形状和尺寸的钨合金制品，同时还可以控制其组织和性能。
最难熔的金属——钨
最难熔的金属——钨电灯泡里头的灯丝，就是钨丝。
钨是最难熔的金属，熔点高达3410℃。
当电灯点亮时，灯丝的温度高达3000℃以上，在这样高的温度下，只有钨才顶得住，而其他大多数金属会熔成液体或以至变成蒸气。
钨，是瑞典化学家社勒在178l年用酸分解钨酸时发现的，但过了六十七年，人们才制得纯净的金属钨。
纯钨是银白色的金属，只有粉末状或细丝状的锅才是灰色或黑色的。
电灯泡用久了会发黑，便是由于灯泡内壁有一层钨的粉末。
钨很重，1立方米的钨重达19.1吨，与金差不多，因此它的瑞典语原意，便是“重”的意思。
钨又非常坚硬，人们是用最硬的石头——金刚石作拉丝模，使直径为l 毫米的钨丝通过二十多个逐渐小下去的金刚石孔，才把它抽成直径只有几百分之一毫米的灯丝。
一公斤的钨锭可抽成长达四百公里的细丝。
现在，白炽灯、真空管以至连我国近年来制成的新颖的“碘钨灯”。
都是用钨作灯丝。
据统计，现在全世界每年白炽灯和电子管的产量达几十亿只以上！钨的最大的用途，还不是制造灯丝，而是制造钨钢。
全世界每年有90％的钨是用于制造钨钢。
在我国古代，常有所谓“削铁如泥”的宝刀，《水浒》里说把头发放在“青面兽”杨志的那把宝刀的刀刃上一吹，头发便断成两半。
这些传说固然有夸张之处，不过，的确有些刀是格外锋利的。
据现代用化学方法分析。
原来，在这些钢刀中含有钨！现在，人们便用钨矿和铁矿放在一起，炼成钨钢。
钨钢一般含钨9—17％。
钨是最耐高温的金属。
钨钢也继承了钨的这一优良特性。
用普通碳素钢做的车刀，加热到250℃以上便变软了，自然也就没法切削金属了。
然而，钨钢做的车刀，温度高达1000℃，仍然坚硬如故。
1900年，人们才第一次在世界博览会上展出用钨钢制造的车刀。
然而，由于钨钢车刀具有很大的优越性，便迅速地在工业上得到推广。
在短短的五十年间，由于钨钢车刀的使用，使金属切削速度增加了二百倍，从每分钟十米增加到两千米以上。
现在，炮筒、枪筒也常用钨钢做，因为在连续发射时，会被炮弹、枪弹摩擦得滚烫，但耐热的钨钢依然保持良好的弹性和机械强度。
钨耐高温材料的不二选择
钨耐高温材料的不二选择随着科技的不断发展，高温环境下材料的耐受性成为了许多行业和领域所关注的焦点。
在这方面，钨耐高温材料因其出色的性能和广泛的应用而成为众多行业的首选。
本文将介绍钨耐高温材料的特点、应用领域以及优势，以证明它是不二选择。
一、钨耐高温材料的特点钨耐高温材料，又称钨合金材料，是一种以钨为主要成分的合金材料，通常含有其他金属元素的添加。
此种合金材料具有以下几个特点：1. 高熔点：钨的熔点高达3422℃，是世界上熔点最高的金属之一。
因此，钨耐高温材料在高温环境下表现出极高的稳定性和耐受性。
2. 良好的导热性：钨具有良好的导热性能，使钨耐高温材料能够有效地分散和传导热量，减少了在高温环境中的热损失。
3. 低热膨胀系数：相比其他金属材料，钨耐高温材料的热膨胀系数相对较低，能够有效缓解因热膨胀引起的材料变形和损坏。
4. 良好的机械性能：钨耐高温材料具有出色的机械性能，包括高硬度、高韧性和抗腐蚀性等。
这使得其在恶劣的高温环境下依然能够保持稳定的性能和结构完整性。
二、钨耐高温材料的应用领域由于其特殊的性能，钨耐高温材料在许多领域得到了广泛应用。
以下是钨耐高温材料的几个主要应用领域：1. 航空航天工业：钨耐高温材料在航空航天领域中具有重要的应用，例如用于航天器热防护材料、喷嘴导流片等。
2. 建筑与建材业：在高温环境下，钨耐高温材料被广泛应用于建筑与建材领域，如高温炉窑内衬、耐火纤维等。
3. 石油化工工业：钨耐高温材料在石油化工工业中也具有重要作用，例如反应釜、管道、催化剂承载体等。
4. 电子与半导体工业：钨耐高温材料常用于电子与半导体工业中的高温工艺中，如封装、导体、电子电极等。
三、钨耐高温材料的优势相比其他高温材料，钨耐高温材料具有以下几个优势：1. 高温稳定性：钨耐高温材料能够在极高的温度下保持结构稳定，不易软化、熔化或脱失性能。
这使其在高温环境下更加可靠和持久。
2. 耐腐蚀性：钨耐高温材料在许多腐蚀性介质中都能保持良好的耐蚀性，使其在一些特殊环境中依然能够正常工作。
钨及钨合金
报告人：**
钨及钨合金简介
目录
钨及钨合金的焊接性
钨及钨合金简介
基本信息
钨 元素周期表第六周期ⅥB族元素，为稀有高熔点金属。元素符号W， 原子序数 74，相对原子质量183.85。致密块状金属钨呈银白色光泽。
表1 钨的主要物理性质
密度 ρ/kg·
m-3
熔点 T/K
沸点 T/K
4.59×10-
6
1100
(退火丝)
350000～ 380000
(丝材)
钨提取冶金原则工艺流程
钨合金 以钨为基添加其他元素形成的合金，是一类重要的难熔金属材料。 1913年研制出钍钨合金，1922年发明了抗下垂钨丝，1935年研制出高密度钨 合金，20世纪50年代研制出钨铼合金。
钨的合金化 为了使钨获得或改善某些性能，常添加一定量的某些元素而实现。 例如，为了改善钨的塑性并获得良好的热电性能以便制备高温热偶，在钨中加 入铼，形成了一系列的钨铼合金。为了获得高密度、高强度、塑性好、易机加 工等综合性能，则在钨中加入镍和铁或铜等，形成一系列的高密度钨合金。钨 的强化有固溶、弥散、沉淀和加工硬化等途径。钨材在高温使用时，单纯固溶 强化尚不够时，可在固溶强化(如钨中加铼)基础上再进行弥散强化或沉淀强化， 提高高温强度 ，如用弥散的 ThO2和沉淀的HfC强化（铪，金属Hf ）。在 2000～2500℃时，W-ThO2系、W-Re-ThO2系、W-Re-HfC系合金都具有高的 高温强度。在再结晶温度以下使用的钨合金，采用加工强化的方法，也是有效 的强化途径。
BY N . C. C O L E , R. G . G I L L I L A N D A N D G . M . S L A U G H T E R.Weldability of Tungsten and Its Alloys[J].W E L D I N G R E S E A R C H S U P P L E M E N T.1971(09).419-426.
高比重钨合金
高比重钨合金高比重钨合金是以钨为基体材料（其中含钨量为85%~99%）加入少量镍（Ni）、铜（Cu）、铁（Fe）、钴（Co）、钼（Mo）、铬（Cr）等金属黏结剂组成的一种合金材料，也被称之为高密度钨合金或重合金[1]。
高比重钨合金的密度可达16.5~19.0g/cm^3。
较常用的主要有：W-Ni-Cu和W-Ni- Fe两大系列。
这种材料在密度、强度、硬度、延展性、导电/热性等物理性能中都有显著的特点，因而在国防工业、航空航天工业，医疗行业、电气行业等行业中得到广泛的应用。
高比重钨合金产品高比重钨合金(TungstenHeavy Alloy，简称WHA)产品通常由WNiFe或WNiCu或WNiCuFe通过粉末冶金工艺生产制造而成。
根据不同的产品用途和工作环境要求，高比重钨合金产品钨含量通常分布为79%W~97%W，密度范围为15.00g/cm~18.50g/cm。
同时可以添加一些稀有金属元素（Co,Mo,Cr等）以提高产品部分性能，比如：硬度(Hardness)，极限抗拉强度(Ultimate Tensile Strength)，屈服强度(Yield Strength)，延伸率(Elongation)等。
[1]性能高比重钨合金是一类以钨为基体（W含量85-99%），并添加有Ni、Cu、Co、Mo、Cr等元素组成的合金。
按合金组成特性及用途分为W-Ni-Fe、W-Ni-Cu、W-Co、W-WC-Cu、W-Ag等主要系列，其密度高达16 .5-19.0g/cm3，而被世人称为高比重合金。
它还具有一系列优异的特性，比重大：一般比重为16.5-18.75g/cm3,，强度高：抗拉强度为700-1000Mpa，吸收射线能力强：其能力比铅高30-40%，导热系数大：为模具钢的5倍；热膨胀系数小：只有铁或钢的1/2-1/3，良好的可导电性能；具有良好的可焊性和加工性。
鉴于高比重合金有上述优异的功能，它被广泛地运用在航天、航空、军事、石油钻井，电器仪表、医学等工业。
钨
钨用于电子领域
钨的可塑性强、蒸发速度小、熔点高、电子发射能力强，因而钨及其 合金被广泛应用于电子和电源工业。例如钨丝的发光率高，使用寿命 长，因而被广泛应用于制造各种灯泡灯丝中，如白炽灯、碘钨灯等，
碘钨灯
钨用于化工领域
荧光粉 钨的化合物常用作催化剂和无机颜色，如二硫化钨在合成汽油的制取中用作润滑 剂和催化剂，青铜色的氧化钨被用在绘画中，钙或镁钨常用在荧光粉中。
TNT当量
2.0 x 10^10 J: 平均水平闪电= 4.8吨TNT当量 3.6 x 10^10 J: 平均水平龙卷风= 8.6吨TNT当量 5.0 x 10^10 J: MOAB巨型燃料空气炸弹，最强大的非核常规武器= 12吨TNT 3.6 x 10^13 J: 平均雷暴天气= 0.9万吨
钨因其独特的性能和在广泛领域内难以替代的用途而成为一种具有特殊战 略意义的稀有金属矿产资源，是我国在国际上最具有优势地位的矿产资源 之一。是现代工业、国防及高新技术应用中极为重要的功能材料，在我国 国民经济中具有十分重要的地位。
触头材料和高比重合金
用粉末冶金方法制造的钨-铜合金（10%——40%的铜）和钨-银合金， 兼有铜和银的良好的导电性、导热性和钨的耐磨性。它成为制造闸刀 开关、断路器、点焊电极等的工作部件非常的效的触头材求机器 零件，发动 机和一些仪 器的高热强 度的其它部 件中，钨和 其它难熔金 属的合金用 作热强材料。
考虑一下动力势能与动能转化的因素能量非常恐怖：mgh=1/2mV*V=3.58*10的8次方*m 钨条的密度约等于20g/cm3体积为0.21195立方米，质量为4239kg。 也就是说钨条到达地表的动能约为1.517562*10的12次方，相当于相当于20g铀-235放 出的能量，相当于400吨TNT的威力，你们说威力怎么样？
2钨钼及其合金
7
钨及钨合金的断裂机制
西北工业大学 稀有金属材料 与加工课件
钨单晶的断裂机制
(1)完全的塑性断裂，先缩颈，后发生细小的刃端断裂； (2)部分呈塑性断裂，而另外部分经塑性变形后，在[100] 平面上劈裂，然后造成断裂，或者是由沿孪晶界面劈裂和 破断共同引起断裂。
多晶钨的断裂机制
裂纹类型： 材料中预先存在的裂纹； 杂质元素在晶界处偏聚，引起裂纹萌生，尤其在三晶界交叉点； 由孪晶引起；
20
高密度钨合金穿甲弹材料
西北工业大学 稀有金属材料 与加工课件
国外研究经历的3个阶段：
W- Ni- Fe系，加入少量的Co，钨的质量分数90%或93%，研 究内容集中在Ni/Fe比和烧结工艺上，以提高材料的强度和塑性 指标为主要目标；
20世纪90年代初期，关注钨合金穿甲弹在侵彻过程中的自锐化 现象并将其与材料的绝热剪切性质相联系，试图通过加入其它合 金元素或用各种形变强化手段来提高钨合金材料的侵彻能力；
界面强化
界面强化主要包括优化晶界提高晶界(强度或减少杂质在晶界的 偏聚)、调整增强体和基体之间的结合状态两种方式。
N、O、S、P及Si等杂质元素使钨晶粒间粘附力弱化导致晶界“松 散”，造成沿晶断裂。加入Ti、Y、Mo、Zr及Hf等强化合物形成 元素使其与杂质元素形成稳定的化合物相来改善晶界，达到强化 材料的目的。 TiCp/W和ZrCp/W：原子W向TiC、ZrC颗粒扩散形成, (Ti,W)C、 (Zr,W)C固溶体, 固溶体的形成增强了界面结合，提高了材料的 强度。
动态载荷条件：
钨单晶对应变速率非常敏感，晶体的剪应力随着应变速率 的升高而增大，且比静态载荷下的剪应力几乎大两倍，位 错密度较高，且出现大量的位错缠结，发生孪生。
增材制造钨合金 应用
增材制造钨合金应用嘿，朋友！想象一下这样一个场景：在一个宽敞明亮的工厂车间里，一群技术人员正围在一起，他们的目光紧紧地盯着一台正在运作的神奇机器，而这台机器正在制造着一种神秘而强大的材料——钨合金。
这钨合金可不是一般的材料，它就像是超级英雄的战衣，拥有着令人惊叹的特性和广泛的应用。
你看，那边的工程师小王，他眉头微皱，眼睛一眨不眨地盯着机器上的数据，嘴里还念念有词。
旁边的老张则兴奋地比划着，跟同事们讲述着这种增材制造的钨合金可能带来的巨大变革。
“这增材制造的钨合金到底有啥厉害的？”也许你会这样问。
哈哈，这可就有的说了。
先来说说航空航天领域吧。
那些翱翔在蓝天的飞机，还有探索宇宙的航天器，它们的很多关键部件可都离不开钨合金。
增材制造出来的钨合金，强度高、耐高温，就像是给这些飞行器穿上了一层坚不可摧的铠甲。
想象一下，在炽热的大气层中穿梭，没有过硬的材料怎么行？再看看医疗领域，增材制造的钨合金也大显身手。
就拿一些高精度的医疗器械来说，比如某些特定的手术工具，钨合金那精细的结构和出色的耐磨性，能让医生们在手术中更加得心应手。
这难道不像是给医生们配备了一把神奇的“手术刀”，助力他们战胜病魔吗？在能源领域，钨合金也是一把好手。
比如那些复杂的核反应堆部件，传统制造方式可能会让其性能大打折扣，但通过增材制造，钨合金就能以更完美的形态出现，大大提高了能源设备的安全性和稳定性。
有人可能会怀疑：“这增材制造的钨合金真有说的这么好？”那我得反问一句，要是不好，能在这么多重要领域被广泛应用吗？而且，随着技术的不断进步，增材制造钨合金的应用范围还在不断扩大。
未来，它或许会出现在我们生活的更多角落，给我们带来更多的惊喜和便利。
总之，增材制造钨合金的应用前景无比广阔，它就像是一颗闪耀的明星，在各个领域散发着独特的光芒，为我们的生活带来前所未有的改变。
钨合金
钨合金是以钨为基加入其他元素组成的合金。
在金属中，钨的熔点最高，高温强度和抗蠕变性能以及导热、导电和电子发射性能都好，比重大，除大量用于制造硬质合金和作合金添加剂外，钨及其合金广泛用于电子、电光源工业，也在航天、铸造、武器等部门中用于制作火箭喷管、压铸模具、穿甲弹芯、触点、发热体和隔热屏等。
以钨为基加入其他元素组成的合金。
在金属中，钨的熔点最高，高温强度和抗蠕变性能以及导热、导电和电子发射性能都好，比重大，除大量用于制造硬质合金和作合金添加剂外，钨及其合金广泛用于电子、电光源工业，也在航天、铸造、武器等部门中用于制作火箭喷管、压铸模具、穿甲弹芯、触点、发热体和隔热屏等。
钨最早用于制作白炽灯丝。
1909年美国库利吉（W.D.Coolidge）采用钨粉压制、重熔、旋锻、拉丝工艺制成钨丝,从此钨丝生产得到迅速发展。
1913年兰米尔(ngmuir)和罗杰斯 (W.Rogers)发现钨钍丝（又称钍钨丝）发射电子性能优于纯钨丝后,开始使用钨钍丝,至今仍然广泛使用。
1922年研制出具有优良的抗下垂性能的钨丝（称为掺杂钨丝或不下垂钨丝），这是钨丝研究中的重大进展。
不下垂钨丝是广泛使用的优异灯丝和阴极材料。
50～60年代，对钨基合金进行了广泛的探索研究，希望发展能在1930～2760℃工作的钨合金，以供制作航天工业使用的耐高温部件。
其中以钨铼系合金的研究较多。
对钨的熔炼和加工成形技术也开展了研究，采用自耗电弧和电子束熔炼获得钨锭，并经挤压和塑性加工制成某些制品；但熔炼铸锭的晶粒粗大，塑性差，加工困难，成材率低，因而熔炼－塑性加工工艺未能成为主要生产手段。
除化学气相沉积（CVD法）和等离子喷涂能生产极少的产品外，粉末冶金仍是制造钨制品的主要手段。
中国在20世纪50年代已能生产钨丝材。
60年代对钨的熔炼、粉末冶金和加工工艺开展了研究，现已能生产板材、片材、箔材、棒材、管材、丝材和其他异型件。
钨材使用温度高，单纯采用固溶强化方法对提高钨的高温强度效果不大。
钨冶金
5
2*10 (MnWO4)。
-4
5
而对于白钨矿而言，上述反应的Kc值很小，约2*10 ，因此，苛性钠浸出法 不适合白钨矿的处理。
热球蘑机结构示意图
热球蘑机的优点是：将浸出过程和破碎过程结合起来，因此 对扩散传质有利，同时，浸出剂始终接触的是新鲜的矿物 表面，因此，反应速度明显加快。
苛性钠浸出不同钨矿的工艺参数与技术指标 设备 类型 高压 浸出 常压 工艺参数 原料种类
黑钨矿， 66.6%WO3 1.59%Ca 黑钨矿 65%WO3 钨中矿，25%WO3 黑/白=3/1 钨中矿， 29.8%WO3 黑/白=2/1 钨中矿， 49.2%WO3 黑/白=2/1 NaOH,理论 量的倍数 温度，°C 时间， hr WO3
2 2 6 3 2 2 6 3 2 2 6 3
APT或钨酸生产WO3
• H2WO4:180度开始脱水，500度完全脱水 • APT：300度开始，500完全转化为WO3
中性或弱还原气氛得到兰色氧化钨；氧化气氛得到黄色氧化钨
组成随温度、气氛而变：400~500度铵钨青铜
500以上：WOx, x=2.9~2.72
0.03
0.05
0.01
0.3
-
0.15
0.1
3.0
-
-
-
-
-
72
0.4
0.03
0.05
0.01
-
0.3
0.15
0.1
2.0
2.0
0.1
-
-
-
钨精矿分解(内容提要)
• • • • • 钨矿物处理的原则流程 预处理方法及目的 苏打压煮法 苛性钠浸出法 酸分解法
wu资料介绍
钨是银白色的最难熔金属，致密的钨在外观上与钢相似，比重19.3，熔点3380°C，沸点5927°C ，具有很高的硬度、强度和耐磨性。
0.002毫米直径的钨丝拉伸强度为450公斤／毫米2，在高温下的抗张强度则超过任何金属，其导电性和导热性良好，膨胀系数小。
常温下钨在空气中是稳定的，在400°C时开始氧化，失去光泽。
600°C温度下水蒸气使钨迅速氧化，生成WO3和WO2。
不加热时，任何浓度的盐酸、硫酸、硝酸、氢氟酸以及王水对钨都不起作用，当温度升至80°—100°C 时，上述各种酸中，除氢氟酸外，其它的酸对钨发生微弱作用。
常温下，钨可以迅速溶解于氢氟酸和浓硝酸的混合酸中，但在碱溶液中不起作用。
有空气存在的条件下，熔融碱可以把钨氧化成钨酸盐，在有氧化剂（NaNO3、NaNO2、KClO3、PbO2）存在的情况下，生成钨酸盐的反应更猛烈。
高温下，钨与氯、溴、碘、一氧化碳，二氧化碳和硫等起反应，但不与氢反应。
金属钨是电器工业及电子工业的重要材料。
碳化钨主要用于生产硬质合金。
广泛用于金属切削加工工具，矿山及地质钻头镶片，拉伸冲压模具，耐磨耐腐蚀零件等。
碳化钨和金属钨粉经过熔炼后制成铸造碳化钨合金。
用于要求耐磨的零件或制品的表面堆焊，可以延长使用年限。
钨合金钢用于制造高速钻头，切削工具和机械中抗磨、抗打击、耐腐蚀的结构材料。
含钨很高的铁镍铜锰制成的高比重合金，用于飞机的平衡系统和配重系统、仪表系统中的惯性旋转元件及陀螺仪的转子，以及医疗和化学放射性同位素（钴60）的容器等。
钨的其它化合物应用于颜料、油漆、橡胶、纺织、石油、化工等方面。
钨的用途还在不断扩大，例如：高温冶金中用作抗氧化的涂层；宇航工业用作火箭喷嘴、喷管、离子火箭发动机的热离解器；核子工程用钨作盛液态金属的容器，热离子交换器等。
钨在元素周期表中属于第六周期第Ⅵ付族，原子序数为74，原子量为183.92，原子价有正四价、正六价等，但在自然界中一般形成W6+的钨酸盐矿物；钨在自然界中的同位素有五种，即W184 、W186 、W182 、W183 、W180，其中以W184最多。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
GTA
（A）
（B）
（C）
GTA
GTA
EBW/GTAB
GTAB
GTA
Results
for alloyed tungsten
GTA
Ebw
Conclusions
由于大多数钨合金韧脆转变温度都在室温以上，焊前对工件机械加工等处理 需要十分小心。
对于非合金化钨合金的单道焊接需要预热以避免裂纹的产生。
钨合金的高温强度
钨合金分类和用途（按照所添加元素的不同）
钨合金
钨铼合金
钨钼合金
高密度钨 合金
钨铜合金 钨银合金
铈钨合金 镧钨合金 钇钨合金
钍钨合金
电子管、显 像管、灯泡、 高温热电偶 等
电子管热丝、 玻璃封接引 出线和电火 花切割线
陀螺转子、 射线屏蔽材 料、压铸模、 配重材料和 穿甲弹体
电触头、电 接点以及半 导体支承件 和火箭喷管
氩弧焊接、 等离子焊接 与切削、非 自耗电弧炉 等高温电极
电子管热阴 极、高温放 电电极和氩 弧焊电极
钨合金的制备工艺
粉末冶金
将钨粉与合金元素粉末或其他添加剂粉末充分混 合，再进行压制成形、预结、烧结等工序而成合 金锭坯，并对锭坯进行各种塑性加工可制成棒、 丝、片材等金百科全书总编辑委员会《金属材料卷》编辑委员会 编.中国冶金百科全书· 金属材料.北京： 冶金工业出版社.2001.第836-837页.
中国冶金百科全书总编辑委员会《有色金属冶金》卷编辑委员会,冶金工业出版社《中国冶金百科全 书》编辑部 编.中国冶金百科全书· 有色金属冶金.北京：冶金工业出版社.1999.第820-824页.
真空熔炼
电弧炉、电子束炉熔炼 高纯 H2(99. 99% )和高 纯 WF6 ( 99. 99% ) 为 原 料 气 体，通 过 化 学 反应 WF6 + 3 H2→W + 6HF还原生成钨原子， 在沉积仿形基体上获得钨沉积层 。沉积过 程结束后通过化学腐蚀或将基体在真空炉 中熔化获得沉积钨制品 。沉积制品形状取 决于沉积基体形状，尺寸精确可控
马捷,魏建忠,王从曾,范爱玲. 化学气相沉积法制备钨管性能研究[J]. 兵工学报. 2011(06) 范景莲,刘涛,成会朝. 中国钨基合金的进步与发展[J]. 中国钨业. 2009(05) 王玉金,张太全,周玉,雷廷权,宋桂明. 钨合金的设计窗口研究进展[J]. 稀有金属材料与工程. 2009(S1) BY N . C. C O L E , R. G . G I L L I L A N D A N D G . M . S L A U G H T E R.Weldability of Tungsten and Its Alloys[J].W E L D I N G R E S E A R C H S U P P L E M E N T.1971(09).419-426.
GTA chamber <5*10-5torr 1hr pure argon V=10ipm I=350A U=10~15V
GTAB filler metal tungsten and W26% Re(铼) EBW 5*10-6torr 150KV 20mA
GTA
Results
for unalloyed tungsten
W-26%Re/W-25%Re-30%Mo 韧脆转变温度在室温之下，不需要预热，但是 当焊件较大结构复杂时最好预热和采用多道焊接工艺。
对于采用粉末成型工艺制成的产品，在焊缝区域均存在气孔，气孔数量的多 少取决于母材的成形过程和化学成分。 焊前的应力释放减小了裂纹的敏感性，焊后热处理可以增加焊缝的韧性。
174(300K)
(熔点温 度的液体)
（2800K）
(退火丝)
钨提取冶金原则工艺流程
钨合金 以钨为基添加其他元素形成的合金，是一类重要的难熔金属材料。 1913年研制出钍钨合金，1922年发明了抗下垂钨丝，1935年研制出高密度钨 合金，20世纪50年代研制出钨铼合金。 钨的合金化 为了使钨获得或改善某些性能，常添加一定量的某些元素而实现。 例如，为了改善钨的塑性并获得良好的热电性能以便制备高温热偶，在钨中加 入铼，形成了一系列的钨铼合金。为了获得高密度、高强度、塑性好、易机加 工等综合性能，则在钨中加入镍和铁或铜等，形成一系列的高密度钨合金。钨 的强化有固溶、弥散、沉淀和加工硬化等途径。钨材在高温使用时，单纯固溶 强化尚不够时，可在固溶强化(如钨中加铼)基础上再进行弥散强化或沉淀强化， 提高高温强度 ，如用弥散的 ThO2 和沉淀的 HfC 强化 （铪 ，金属 Hf ）。在 2000～2500℃时，W-ThO2系、W-Re-ThO2系、W-Re-HfC系合金都具有高的 高温强度。在再结晶温度以下使用的钨合金，采用加工强化的方法，也是有效 的强化途径。
钨及钨合金的焊接
报告人：**
目录
钨及钨合金简介
钨及钨合金的焊接性
钨及钨合金简介
基本信息
钨 元素周期表第六周期ⅥB族元素，为稀有高熔点金属。元素符号W， 原子序数 74，相对原子质量183.85。致密块状金属钨呈银白色光泽。
表1 钨的主要物理性质
密度
ρ /kg· m-3
19300 (293K) 17700
熔点 T/K
沸点 T/K
蒸气压 ρ /kPa
3.38×10-13 (2000K)
热导率
线胀系数 λ /W·m- α l/K-1 1·K-1 抗拉强度 σ b/MPa 弹性模量 E/MPa
1800 4.596 ×10(未退火丝) 1100 350000～ 380000 (丝材)
3680±2.0
5930 7.75×10-7
化学气相沉积( CVD)
钨及钨合金的焊接性
Materials
试板规格 :1/16 in.(thick)x0.5in.(wide) Procedure Gas Tungsten-Arc Welding Gas Tungsten-Arc Braze Welding
Electron Beam Welding