钨合金(tungsten  alloys)

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。钨合金材料广泛用于电子、电光源、航天、军工、机械和冶金等方面。

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。在2000～2500^oC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。某些钨合金高温拉伸性能如图所示。

合金分类和用途       按照所添加元素的不同，钨合金主要分为：(1)钨铢合金。钨中加铼能显著地提高钨合金的塑性和再结晶温度。纯钨丝或掺杂钨丝通常只有1％～4％的伸长率，再结晶退火后其塑性还要下降。钨铼合金丝有很好的塑性，一些钨铼合金在适当的高温退火后，仍有25％的伸长率。钨铼合金还有较好的高温强度和优异的热电性能。钨铼热电偶测温可达2500^oC。钨铼合金中铼含量一般为3％～26％，在掺杂钨中加入铼，形成一系列的WAl一Re合金，这些合金应用于电子管、显像管、灯泡、高温热电偶等方面。在钨铼合金基础上，加入Hf与C，经熔炼制成W-Re-HfC合金，通过沉淀析出高温稳定的HfC的强化相。也可采用粉末冶金技术，在钨铼合金中加入人工弥散的ThO。微粒，制成w—Re—ThO₂合金。

(2)钨钼合金(或称钼钨合金)。钨与钼形成连续固溶体，这类合金具有比纯钨更高的电阻率和更好的韧性，一般含钼量为50％～80％。该合金用作电子管热丝、玻璃封接引出线和电火花切割线等。

(3)高密度钨合金。在钨中同时加入镍、铜或镍、铁及少量其他元素而成。有W—Ni—Fe及W—Ni—Cu两个合金系。该类合金采用液相烧结工艺，烧结密度可达17～18．6g/cm³。该合金具有较好的机械加工性能，其中有些合金可经真空热处理提高塑性及强度，再经塑性加工，抗拉强度可达1275MPa以上。W—Ni—Fe系合金强度较高，有铁磁性，w—Ni—Cu系合金强度低些，无铁磁性。该类合金用作各种惯性部件如陀螺转子、射线屏蔽材料、压铸模、配重材料和穿甲弹体等。

(4)钨铜合金和钨银合金(也称为钨铜材料和钨银材料)。由于钨与银、铜之间互不溶解和反应，故称为假合金。它利用了钨的高熔点、高硬度、耐电弧烧蚀等特性和铜、银的高导电、高导热等特性。一般合金中含铜或银为1％～50％，形成多种牌号的合金。这类合金大量用作各种电触头、电接点以及半导体支承件和火箭喷管等。

(5)铈钨合金、镧钨合金、钇钨合金等。在钨中分别加入弥散的铈、镧、钇等的氧化物而形成之合金(也称为钨一氧化物材料)。氧化物含量一般在4％以下，具体量依合金而异。此类合金有很好的热电子发射性能，又没有放射性物质。现已大量代替钍钨合金用作氩弧焊接、等离子焊接与切削、非自耗电弧炉等高温电极。

(6)钍钨合金(又称钨钍合金、钍钨材料)。在钨中冶金金属加入0.4％～4．2％弥散的高温稳定的ThOz而制成。该合金具有高的热电子发射能力，高的再结晶温度，优异的高温强度和抗蠕变性能。该材料用于电子管热阴极、高温放电电极和氩弧焊电极等。

合金材料制备    钨合金主要采用粉末冶金工艺生产。首先将钨粉与合金元素粉末或其他添加剂粉末充分混合，也可在氧化钨粉末中按合金化学组成以硝酸盐及其他化合物溶液形式加入，随后用蒸发、烘干和氢还原方法制得添加剂高度分散的合金粉末。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。还有一种工艺，先将钨坯烧结，但保留一定量通孔，然后浸渍铜、银，而制成“钨渗铜”、“钨渗银”。另有一类合金，如W-Re-Hf-C合金，则需电弧炉、电子束炉熔炼而制成。