常见的钨合金类型有哪些？
一、钨合金的总体分类
钨合金（Tungsten Alloys）广义上是指以钨为主要成分（含量一般 >70 wt%），通过添加其他金属或非金属元素改善其韧性、加工性或赋予特殊功能的合金材料。根据用途和组织特征，钨合金为以下五大类：
钨合金的五大种类
二、各类钨合金体系
- 高比重钨合金（WHA, Tungsten Heavy Alloys）
（1）成分与组织
典型组成：W（88–97 wt%） + Ni（3–7 wt%） + Fe/Cu/Co
组织：钨颗粒（体积分数 80–95%）分布于延展性 Ni–Fe 基体中，形成“颗粒增强复合结构”。
（2）性能特点
密度：17.0–18.8 g/cm³（接近纯钨）
抗拉强度：700–1000 MPa
延伸率：10–30%
断裂韧性：20–35 MPa·m^½
导热率：≈130–170 W/m·K
脆化温度显著降低至 <100 °C
（3）典型应用
医疗：γ射线/CT屏蔽组件、防护屏障
核能：反应堆配重件、γ源防护容器
军工：穿甲弹芯、飞行器惯性配重
航天：姿控砝码、飞行质量块
- 钨–铼合金（W–Re）
（1）成分与特点
添加 3–26 wt% Re；常见牌号如 W–3Re、W–5Re、W–26Re。
Re 可显著降低脆化温度，提高塑性与高温强度。
（2）性能指标
| 项目 | W | W–25Re |
| 延性转变温度 DBTT | 350 °C | <100 °C |
| 拉伸强度（1200 °C） | ~400 MPa | >750 MPa |
| 电阻率 (20 °C) | 5.6 μΩ·cm | 6.2 μΩ·cm |
（3）应用领域
热电偶丝（W–Re Type C、Type D）
高温电子元件、电热阴极
航天火箭喷嘴、再入头罩
聚变堆钨基包层与高温结构件
- 硬质合金（WC 基体系）
（1）典型组成与制备
WC + 3–15 wt% Co（粘结相）
通过粉末冶金液相烧结获得致密组织。
（2）性能参数
| 性能指标 | WC–6Co | WC–12Co |
| 硬度 (HV30) | 1650 | 1400 |
| 抗弯强度 (MPa) | 2200 | 2500 |
| 韧性 K_IC (MPa·m^½) | 9 | 13 |
（3）应用
金属切削刀具、冲压模具
采矿钻头、耐磨喷嘴
耐磨部件与密封环
- 弥散强化钨（ODS-W, Oxide Dispersion Strengthened Tungsten）
（1）弥散强化钨代表体系
W–La₂O₃（含氧化镧 1–2 wt%）
W–Y₂O₃、W–CeO₂、W–ZrO₂
（2）弥散强化钨强化机制
弥散氧化物颗粒（数十纳米）可：
抑制晶粒长大（细晶强化）
阻碍位错攀移（高温蠕变强化）
改善电子发射与抗烧结性能
（3）弥散强化钨性能与应用
| 材料 | 抗蠕变强度（1500 °C） | 延性 | 典型用途 |
| W | 易蠕变 | 差 | 灯丝、电极 |
| W–La₂O₃ | 提高3–5倍 | 改善 | 聚变堆、电子阴极 |
- 钨–铜复合材料（W–Cu）
（1）微观结构
非固溶体系，由钨骨架与铜相互渗组成“互穿网络结构（interpenetrating network）”。
（2）典型性能
| 参数 | W–Cu (70/30) | Cu |
| 密度 (g/cm³) | 15.3 | 8.9 |
| 导热率 (W/m·K) | 210 | 385 |
| 电导率 (%IACS) | 45 | 100 |
| 抗电蚀性能 | 极佳 | 一般 |
（3）典型应用
高压开关触点、继电器触点
电真空管电极、散热底板
导热封装（电子器件热管理）
三、典型钨合金性能对比表
典型钨合金性能对比表
四、总结：合金化的本质取舍
纯钨高熔点、高密度、高脆性；钨合金通过部分密度与熔点，换取韧性、加工性与功能性。
在不同应用场景下选择不同体系：
钨合金的材料与特点
钨合金正从传统的结构–功能材料向“多功能复合体系”发展，例如W–Re–HfC 高温复合合金、W–Cu–Cr 纳米层结构材料、以及高熵钨基多主元体系，其目标是同时获得高温强度、抗辐照韧性与可制造性。
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