钨钼镍铁合金性能
1. 物理性能
• 密度:
范围:17.0-18.5 g/cm³(随钨含量变化)。
示例:90W-4Mo-4Ni-2Fe约为17.5-17.8 g/cm³;95W-1Mo-3Ni-1Fe接近18.5 g/cm³。
特点:接近纯钨(19.25 g/cm³),远高于钢(7.8 g/cm³)或铅(11.34 g/cm³),适合高密度应用。
• 熔点:钨基体熔点高达3422°C,但镍(1455°C)和铁(1538°C)的存在降低整体熔点。实际使用中因液相烧结制备,熔点不直接适用,耐热性仍极强(可耐1000°C以上)。
• 热导率:
约80-110 W/m·K,高于模具钢(约20-30 W/m·K),低于纯钨(173 W/m·K)。
特点:散热性能优异,适合高温散热部件。
• 热膨胀系数:
约4.5-5.5 × 10⁻⁶ /°C,远低于钢(11-13 × 10⁻⁶ /°C)或铝(23 × 10⁻⁶ /°C)。
特点:尺寸稳定性好,热变形小。
2. 机械性能
• 硬度:
范围:HV 300-450(维氏硬度),随钨含量和热处理变化。
示例:90W型硬度约HV 320-350,95W型可达HV 400。
特点:硬度高但不如纯钨(HV 450-600),耐磨性强。
• 抗拉强度:
范围:700-1000 MPa。
示例:90W-4Mo-4Ni-2Fe约为800-900 MPa。
特点:强度高,镍铁增强韧性,优于纯钨(易脆)。
• 延展性:
延伸率:5%-25%(随镍含量增加而提高)。
特点:比纯钨(几乎无延展性)显著改善,可承受一定变形而不开裂。
• 抗压强度:
高达2000-2500 MPa,远超普通钢。
特点:适合承受重载或高压环境。
3. 化学性能
• 耐腐蚀性:
在酸性(如硫酸、盐酸)和高温氧化环境下表现出色。
钼增强抗氧化性,优于单一钨-镍-铁合金。
长期暴露于强氧化剂(如浓硝酸)可能导致表面轻微腐蚀。
• 稳定性:
在常规大气条件下稳定,不易分解或氧化。
高温下(>600°C)仍保持结构完整性。
4. 其他性能
• 磁性:
含铁(Fe)带来弱铁磁性,磁性强度随铁含量增加而增强。
示例:90W-4Mo-4Ni-2Fe磁性较弱,但不适合无磁环境(如MRI设备)。
与钨-镍-铜合金(无磁)相比有区别。
• 声学性能:
高密度和硬度使其声波阻尼性强,适合减振应用。
• 加工性:
可通过车削、铣削、钻孔加工,优于纯钨(硬而脆)。
镍和铁作为粘结相,降低加工难度。
性能影响因素
1. 钨含量:
越高(如95W),密度、硬度增加,但延展性降低。
较低(如90W),加工性和韧性更佳。
2. 钼含量:
增加钼(如4%-10%)提升高温强度和耐磨性,但可能降低密度。
3. 镍铁比例:
高镍(如5Ni-1Fe)增强延展性;高铁(如2Ni-4Fe)提升强度和磁性。
4. 制造工艺:
液相烧结温度(1300-1500°C)、冷却速率影响晶粒大小和性能。
性能总结表
性能优势
高密度与强度结合:适合配重、屏蔽和军工。
耐高温与耐磨:钼的加入使其在高温工具中表现优异。
加工性与韧性:镍铁改善脆性,便于制造复杂部件。
耐腐蚀:可在苛刻化学环境中长期使用。
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