氧元素是鎢鎳鐵合金性能的關鍵調控因素之一。其通過形成氧化物夾雜、固溶強化和晶界偏析等機制，影響合金的力學性能、熱穩(wěn)定性和加工性。因而在實際應用中，需通過原材料提純、工藝優(yōu)化和脫氧技術將氧含量控制在合理范圍內，以充分發(fā)揮鎢鎳鐵合金的高密度、高強度和高抗蝕性優(yōu)勢。
中鎢智造鎢鎳鐵合金棒圖片
一、氧的存在形式與作用機制
氧在鎢鎳鐵合金中主要以氧化物夾雜形式存在，如 WO?、FeO、NiO 等。這些氧化物通常在燒結或高溫服役過程中通過氧化反應生成。
微量氧可固溶在鎢或粘結相中，改變晶格常數(shù)并引發(fā)點陣畸變。當氧含量超過固溶極限時，會在晶界或相界面處偏聚，形成低熔點共晶相（如 NiO-FeO 共晶），削弱晶界強度。例如，在高溫燒結過程中，若氧含量未控制，晶界處可能析出非彌散 β 相，導致合金力學性能下降。
二、氧含量對合金性能的影響
強度與韌性：氧化物夾雜作為裂紋源，降低合金的抗拉強度和沖擊韌性。
硬度與加工性：氧化物夾雜會增加材料硬度，但同時降低延展性，使加工過程中易出現(xiàn)表面裂紋。例如，含氧量較高的鎢鎳鐵合金在旋鍛加工時，絕熱剪切敏感性降低，導致穿甲彈侵徹過程中出現(xiàn) “自鈍化” 現(xiàn)象。
電磁與物理性能改變：氧的存在會降低合金的電導率和熱導率。此外，氧化物夾雜會增加材料的鐵磁性，影響其在精密儀器中的應用如陀螺儀轉子。
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三、氧含量的控制策略
原材料與工藝優(yōu)化：
粉末預處理：采用還原法制備鎢粉時，通過氫氣還原可降低氧含量。鎳粉和鐵粉需選擇純度較高的原料，并在真空環(huán)境中儲存以避免吸潮氧化。燒結工藝：在液相燒結過程中，使用高溫處理的氧化鎂或氧化鋯填充料，可有效隔離氧源。
脫氧與精煉技術：
添加脫氧劑：在熔煉過程中加入鋯或碳，可降低氧含量。真空處理：采用真空感應熔煉或真空電弧重熔，可使氧含量減少。
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