题目：钨合金热等静压强化工艺研究及数值模拟

以钨、铁或者钴等元素为主要成分的粉末冶金钨重合金（WHA）是现在制造杆式动能穿甲弹的主要材料之一，在当今不断追求大长径比和初速度的大口杆式动能穿甲弹的情况下，国内外对弹用钨合金从粉末的制备到形变强化的研究日趋白热化，目前对于钨合金的研究主要集中在力学性能提高上面。热等静压（hot isostatic pressing，HIP）作为钨合金强化的一种新方法，能够使合金材料在高温高压的同时作用下，完成致密化过程，避免了目前常用的形变强化技术所造成的表面应力集中，以及降低其延性等弊端。本文针对93W-Ni-Fe穿甲弹常用材料主要研究了下几方面内容：通过研究93W-Ni-Fe材料参数随密度和温度的变化特点，建立了多孔材料的粘塑性本构模型，实现了93W-Ni-Fe的数值模拟。通过对不同时刻粉末材料的相对密度、等效应力、形变等方面的研究，得到粉末材料HIP致密化行为特点。结果表明，粉末材料在经过早期的微小降低后，会温度和压力的提高迅速升高，进入保温阶段后，致密化进程放慢，在进入卸载阶段后还有显微提高。经过热等静压强化处理后，93W-Ni-Fe烧结棒材和粉末材料都会发生进一步致密化，相对密度和硬度都有显著提高，并且分散度明显减小。与形变强化效果相比，热等静压强化不仅能够提高其抗拉强度，且能使其延性保持在较高水平。其中，1400℃，140MPa，保温保压4小时，材料的综合力学性能达到最优值。通过对93W-Ni-Fe热等静压强化后常温拉伸断口形貌分析，得到了钨合金断裂裂纹扩展规律， W-粘结相界面结合强度最为重要，如果该结合强度足够高，裂纹传播会被粘结相阻止，如果该结合强度较低，裂纹就会沿着W-粘结相的相界进行继续传播。本文通过对钨颗粒接触度 和材料断裂行为进一步研究，建立 和材料断裂应力之间的关系方程，得到93W-Ni-Fe断裂判据表征以及材料的强度分析计算关系式。