钨及钨合金素材
合集下载
相关主题
- 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)。
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
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。
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。
参考文献
中国冶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.
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
ห้องสมุดไป่ตู้
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
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.
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
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
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
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。
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
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
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
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。
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。
参考文献
中国冶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.
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
ห้องสมุดไป่ตู้
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
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.
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
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
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
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。
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
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