什么是含钨高熵合金？
含钨高熵合金的定义
含钨高熵合金是指含有钨元素，并且由五种或五种以上主要元素（包括钨）以等物质的量比或近等物质的量比组成的合金。每种元素在合金中的原子比例通常在5%~35%之间。这种合金具有高熵效应，即其混合熵较高，一般高于1.5R（R为气体常数）。换言之，含钨高熵合金是以钨（W）为主要或重要组成元素，结合其他多种金属元素（通常为4种及以上）形成的多主元合金。
含钨高熵合金的分类有哪些？
根据其成分和用途，含钨高熵合金的主要分为以下几类：
难熔高熵合金（RHEA）
以钨、钼、铌、钽等高熔点金属为主，典型成分如 W-Mo-Ta-Nb 体系（如NbMoTaW、NbMoTaWV等），具有超高熔点和高温稳定性，适用于极端高温环境。
析出强化型高熵合金
通过引入γ’相或纳米沉淀相提升性能，如中国科学院力学所研发的 W基高熵合金，通过纳米片层状δ相和颗粒状γ”相共格析出，实现2.15 GPa的超高强度及15%的拉伸塑性。
轻质含钨高熵合金
加入铝、钛等轻元素以降低密度，例如 AlMo0.5NbTa0.5TiZr，兼具高强度和低密度特性，适用于航空航天领域。
钨基难熔高熵合金体系
W-Ta-Mo-Nb-Re钨基难熔高熵合金
W-Ta-Mo-Nb-Re钨基难熔高熵合金组成
W(30%)-Ta(25%)-Mo(20%)-Nb(15%)-Re(10%)
W-Ta-Mo-Nb-Re钨基难熔高熵合金性能
熔点＞3000℃，抗热震循环＞1000次（1300℃→水淬）
W-Ta-Mo-Nb-Re钨基难熔高熵合金应用
核聚变装置第一壁防护层
W-Cr-V-Ti-Zr钨基难熔高熵合金
W-Cr-V-Ti-Zr钨基难熔高熵合金组成
W(35%)-Cr(20%)-V(15%)-Ti(15%)-Zr(15%)
W-Cr-V-Ti-Zr钨基难熔高熵合金性能
室温断裂韧性35MPa·m¹/²，抗中子辐照肿胀率＜0.1%
W-Cr-V-Ti-Zr钨基难熔高熵合金应用
第四代核反应堆结构材料
W-Hf-Zr-Ta-C钨基难熔高熵合金
W-Hf-Zr-Ta-C钨基难熔高熵合金组成
W(40%)-Hf(20%)-Zr(15%)-Ta(15%)-C(10%)
W-Hf-Zr-Ta-C钨基难熔高熵合金性能
高温强度1.2GPa@1600℃，抗氧化温度极限1800℃
W-Hf-Zr-Ta-C钨基难熔高熵合金应用
高超音速飞行器前缘热防护
钨基轻质高熵合金体系
W-Al-Li-Mg-Sc钨基轻质高熵合金
W-Al-Li-Mg-Sc钨基轻质高熵合金组成
W(15%)-Al(30%)-Li(25%)-Mg(20%)-Sc(10%)
W-Al-Li-Mg-Sc钨基轻质高熵合金性能
密度3.2g/cm³，比强度580MPa·cm³/g
W-Al-Li-Mg-Sc钨基轻质高熵合金应用
空间站轻量化辐射屏蔽结构
W-Ti-Al-Nb-Si钨基轻质高熵合金
W-Ti-Al-Nb-Si钨基轻质高熵合金组成
W(20%)-Ti(25%)-Al(25%)-Nb(20%)-Si(10%)
W-Ti-Al-Nb-Si钨基轻质高熵合金性能
弹性模量180GPa，阻尼性能提升300%
W-Ti-Al-Nb-Si钨基轻质高熵合金应用
卫星惯性导航系统减震构件
钨基功能高熵合金体系
W-Co-Fe-Ni-Mn钨基功能高熵合金
W-Co-Fe-Ni-Mn钨基功能高熵合金组成
W(25%)-Co(20%)-Fe(20%)-Ni(20%)-Mn(15%)
W-Co-Fe-Ni-Mn钨基功能高熵合金性能
磁滞损耗降低40%，矫顽力850kA/m
W-Co-Fe-Ni-Mn钨基功能高熵合金应用
强磁场环境下电磁弹射导轨
W-Ag-Cu-Zn-Sn钨基功能高熵合金
W-Ag-Cu-Zn-Sn钨基功能高熵合金组成
W(35%)-Ag(25%)-Cu(20%)-Zn(15%)-Sn(5%)
W-Ag-Cu-Zn-Sn钨基功能高熵合金性能
电接触电阻＜2μΩ·cm，抗电弧侵蚀寿命提升5倍
W-Ag-Cu-Zn-Sn钨基功能高熵合金应用
高压直流断路器触点材料
极端环境专用含钨高熵合金
W-Ir-Os-Re-Ru极端环境专用含钨高熵合金
W-Ir-Os-Re-Ru极端环境专用含钨高熵合金组成
W(30%)-Ir(20%)-Os(20%)-Re(15%)-Ru(15%)
W-Ir-Os-Re-Ru极端环境专用含钨高熵合金性能
耐王水腐蚀速率＜0.01mm/year
W-Ir-Os-Re-Ru极端环境专用含钨高熵合金应用
化工超强腐蚀环境反应釜内衬
W-Gd-B-Cd-Li极端环境专用含钨高熵合金
W-Gd-B-Cd-Li极端环境专用含钨高熵合金组成
W(40%)-Gd(20%)-B(15%)-Cd(15%)-Li(10%)
W-Gd-B-Cd-Li极端环境专用含钨高熵合金性能
中子吸收截面＞10000barn，γ射线屏蔽效率99.9%
W-Gd-B-Cd-Li极端环境专用含钨高熵合金应用
核废料运输容器屏蔽层
仿生结构含钨高熵合金
W-Zr-Ti-Nb-Hf仿生结构含钨高熵合金
W-Zr-Ti-Nb-Hf仿生结构含钨高熵合金组成
W(25%)-Zr(25%)-Ti(20%)-Nb(20%)-Hf(10%)
W-Zr-Ti-Nb-Hf仿生结构含钨高熵合金结构
仿骨骼多级孔隙结构（孔隙率50%-80%可调）
W-Zr-Ti-Nb-Hf仿生结构含钨高熵合金应用
人造骨骼承重植入体
智能响应含钨高熵合金
W-Ni-Ti-Co-Cr智能响应含钨高熵合金
W-Ni-Ti-Co-Cr智能响应含钨高熵合金组成
W(20%)-Ni(20%)-Ti(20%)-Co(20%)-Cr(20%)
W-Ni-Ti-Co-Cr智能响应含钨高熵合金特性
形状记忆效应（回复率98%），相变温度-50℃~200℃可调
W-Ni-Ti-Co-Cr智能响应含钨高熵合金应用
极地科考装备自修复关节。
50种合金速查表
| 合金名称 | 主要成分 | 关键性能 | 典型应用 | 备注 |
| 304不锈钢 | Fe-18Cr-8Ni | 耐腐蚀、加工性好 | 食品设备、建筑装饰 | 通用奥氏体不锈钢 |
| 6061铝合金 | Al-1Mg-0.6Si-0.3Cu | 中等强度、焊接性好 | 航空航天结构件、船舶 | T6热处理后强度提升 |
| 黄铜（H62） | Cu-38Zn | 导电性、延展性优异 | 五金件、乐器、散热器 | 含少量Pb改善切削性 |
| 钛合金（Ti-6Al-4V） | Ti-6Al-4V | 高比强度、耐腐蚀 | 飞机发动机、骨科植入物 | 航空航天核心材料 |
| 镍基高温合金（Inconel 718） | Ni-19Cr-18Fe-5Nb-3Mo | 耐高温（650℃）、抗蠕变 | 气轮机叶片、火箭发动机 | 需时效强化处理 |
| 镁合金（AZ91D） | Mg-9Al-1Zn | 轻质（密度1.8g/cm³）、易成型 | 汽车仪表盘、3C产品外壳 | 需表面防腐蚀处理 |
| 钨铜合金（W-20Cu） | W-20Cu | 高导热、低膨胀系数 | 电子封装、电触头材料 | 粉末冶金制备 |
| 形状记忆合金（NiTi） | Ni-50Ti（原子百分比） | 形状记忆效应、超弹性 | 医疗支架、卫星天线 | 相变温度可调 |
| 高熵合金（CoCrFeMnNi） | Co-20Cr-20Fe-20Mn-20Ni | 高强韧性、抗辐照 | 反应堆内壁、极端环境部件 | 等原子比设计 |
| 铅锑合金（硬铅） | Pb-6Sb | 耐酸、易铸造 | 蓄电池板栅、防腐衬里 | 硬度高于纯铅 |
| 锌合金（ZA-27） | Zn-27Al-2Cu | 高强度、耐磨 | 汽车轴承、齿轮 | 流动性差，需压铸成型 |
| 蒙乃尔合金（Monel 400） | Ni-33Cu-1Fe-1Mn | 耐海水腐蚀、高韧性 | 海洋工程阀门、泵体 | 抗氯离子腐蚀优异 |
| 巴氏合金（Babbitt） | Sn-7Sb-3Cu | 减摩性、抗咬合 | 滑动轴承衬层 | 常用于低速重载轴承 |
| 殷钢（Invar） | Fe-36Ni | 超低热膨胀系数1.2×10⁻⁶/℃ | 精密仪器、卫星结构 | 温度敏感性低 |
| 哈氏合金（Hastelloy C-276） | Ni-16Mo-15Cr-4W | 耐强酸强碱、抗点蚀 | 化工反应釜、烟气脱硫设备 | 耐Cl⁻腐蚀性能突出 |
| 锆合金（Zircaloy-4） | Zr-1.5Sn-0.2Fe-0.1Cr | 低中子吸收截面、耐高温腐蚀 | 核燃料包壳 | 核电站关键材料 |
| 钴铬钼合金（CoCrMo） | Co-28Cr-6Mo | 生物相容性、耐磨 | 人工关节、牙科种植体 | ASTM F75标准 |
| 镁锂合金（LA141） | Mg-14Li-1Al | 超轻密度1.35g/cm³、高比刚度 | 航天器结构、无人机框架 | 需防氧化涂层 |
| 铍铜合金（C17200） | Cu-1.9Be-0.3Co | 高强度、导电性 | 弹簧触点、防爆工具 | 时效硬化强度1400MPa |
| 钽钨合金（Ta-10W） | Ta-10W | 耐高温、抗腐蚀 | 化工设备衬里、电子溅射靶材 | 熔点＞3000℃ |
| 锡青铜（QSn6.5-0.1） | Cu-6.5Sn-0.1P | 耐磨、弹性好 | 弹簧、轴承 | 磷提高耐磨性 |
| 高锰钢（Hadfield钢） | Fe-13Mn-1.2C | 高冲击韧性、加工硬化 | 铁路道岔、挖掘机铲齿 | 冲击后硬度可达500HB |
| 超硬铝合金（7075） | Al-5.6Zn-2.5Mg-1.6Cu | 超高强度（σ_b≈570MPa） | 飞机主承力结构 | T6处理后强度最优 |
| 钼钛锆合金（TZM） | Mo-0.5Ti-0.1Zr-0.02C | 高温强度、抗蠕变 | 高温炉发热体、航天器喷管 | 再结晶温度＞1400℃ |
| 铅锡焊料（Sn63Pb37） | Sn-63Pb | 低熔点（183℃）、润湿性好 | 电子焊接 | 逐渐被无铅焊料替代 |
| 钨镍铁合金（W-Ni-Fe） | W-90Ni-7Fe | 高密度17-18g/cm³、屏蔽辐射 | 放射治疗屏蔽、穿甲弹 | 液相烧结制备 |
| 镓铟锡合金（Galinstan） | Ga-22In-13Sn | 液态金属、无毒 | 柔性电路、温度计填充 | 替代汞的液态金属 |
| 铁硅合金（电工钢） | Fe-3.2Si | 高磁导率、低铁损 | 变压器铁芯、电机定子 | 冷轧取向硅钢性能更优 |
| 镍钛诺（Nitinol） | Ni-50.8Ti（原子百分比） | 超弹性、形状记忆效应 | 血管支架、眼镜框 | 相变温度可至体温附近 |
| 钴基高温合金（Stellite 6） | Co-29Cr-4.5W-1.5C | 耐磨、耐高温氧化 | 阀门密封面、涡轮叶片 | 堆焊应用广泛 |
| 铝锂合金（2099） | Al-2.7Li-1.8Cu-0.3Mg | 轻质、高模量 | 飞机机身、火箭燃料箱 | 减重10%-15% |
| 银镉合金（AgCdO 15） | Ag-15CdO | 抗电弧侵蚀、低接触电阻 | 继电器触点、开关 | CdO含量影响寿命 |
| 铌锆合金（Nb-1Zr） | Nb-1Zr | 高温强度、抗液态金属腐蚀 | 核反应堆冷却管 | 适用于钠/钾冷却环境 |
| 锌铝合金（ZA-12） | Zn-12Al-1Cu | 铸造性能好、成本低 | 门把手、锁具 | 流动性优于ZA-27 |
| 铁铬铝合金（Kanthal） | Fe-22Cr-5Al | 高电阻率、耐高温氧化 | 电热丝、加热元件 | 最高使用温度1400℃ |
| 铜镍合金（白铜B30） | Cu-30Ni-1Fe | 耐海水腐蚀、高强度 | 船舶冷凝管、海水淡化设备 | 抗Cl⁻腐蚀性能优异 |
| 钕铁硼磁体（N52） | Nd-29Fe-1B-0.2Co | 超高磁能积（≥52MGOe） | 永磁电机、扬声器 | 易氧化需镀层保护 |
| 铝硅合金（A390） | Al-17Si-4.5Cu-0.5Mg | 耐磨、低膨胀系数 | 发动机缸体、活塞 | 过共晶组织需变质处理 |
| 锗金合金（Au-12Ge） | Au-12Ge | 低共晶熔点（356℃） | 芯片键合、低温焊料 | 脆性较大 |
| 铁镍合金（Kovar） | Fe-29Ni-17Co | 热膨胀系数匹配玻璃 | 电子封装、真空管外壳 | 与硅玻璃封接无应力 |
| 锡银铜焊料（SAC305） | Sn-96.5Ag-3Cu-0.5 | 无铅、高可靠性 | 电子产品焊接 | 替代传统Sn-Pb焊料 |
| 镁钕合金（WE43） | Mg-4Y-3Nd-0.5Zr | 耐高温（<300℃）、耐腐蚀 | 航空发动机零件、赛车部件 | 需表面阳极氧化 |
| 铪钽合金（Ta-10Hf） | Ta-10Hf | 超高温强度、抗氧化 | 航天器推进系统 | 用于＞2000℃环境 |
| 铝青铜（C95400） | Cu-11Al-4Fe-4Ni | 高耐蚀、耐磨 | 船舶螺旋桨、齿轮 | 耐海水腐蚀性优异 |
| 镍铝青铜（NAB） | Cu-9Al-5Ni-4Fe | 抗空泡腐蚀、高强度 | 船用泵阀、水下设备 | 铸造性能好 |
| 钨铼合金（W-25Re） | W-25Re | 高温延展性改善 | 高温热电偶、火箭喷管 | Re提高塑性 |
| 铂铱合金（Pt-10Ir） | Pt-10Ir | 高耐蚀、高硬度 | 电极、珠宝首饰 | 生物相容性优异 |
| 铁铝合金（Fe-13Al） | Fe-13Al-0.5Y | 耐高温氧化、低成本 | 加热元件、耐热工具 | 替代部分不锈钢 |
| 锡铋合金（Sn-58Bi） | Sn-58Bi | 低温焊料（熔点138℃） | 热敏感元件焊接 | 脆性需控制 |
| 铬镍铁合金（Incoloy 800） | Fe-32Ni-21Cr-0.4Ti | 耐高温腐蚀、抗渗碳 | 化工管道、热处理炉 | 适用于渗碳环境 |
| 说明：成分百分比为近似值，实际需根据具体牌号调整。
成分标注：表中成分均以质量百分比（wt.%）表示，特殊标注除外。 性能参数：强度、密度等数据为典型值，具体牌号需参考标准。 应用扩展：部分合金可通过热处理或涂层技术拓展应用场景。 |
||||
50种含钨高熵合金速查表
| 合金成分（原子百分比/等摩尔比） | 晶体结构 | 关键性能与参数 | 制备方法 | 典型应用场景 |
| W-Ta-Mo-Nb-V (20% each) | BCC单相 | 熔点>3000°C，抗高温蠕变（1000°C强度>800MPa） | 机械合金化+热等静压 | 核反应堆燃料组件 |
| W-Fe-Co-Ni-Cr (W:25%, 余量等分) | FCC+BCC混合相 | 抗拉强度1.5GPa，耐10% H₂SO₄腐蚀 | 电弧熔炼+冷轧 | 化工反应器内衬 |
| W-Ti-Zr-Hf-Ta (各20%) | BCC+少量HCP | 热膨胀系数<6×10⁻⁶/K（RT-1000°C） | 粉末冶金+真空烧结 | 核聚变堆第一壁材料 |
| W-Al-Cr-Fe-Ni (W:30%, Al:5%) | BCC+氧化物层 | 抗氧化性（1200°C失重<0.5mg/cm²） | 激光熔覆+氧化处理 | 航空发动机热障涂层 |
| W-Mo-Ta-Nb-Re (各20%) | BCC单相 | 维氏硬度HV 1200，耐磨性提升300% | 等离子烧结（SPS） | 矿山机械耐磨衬板 |
。。。。。。
说明：
表中部分合金成分为等摩尔比设计，其余根据性能需求调整元素比例。
性能参数推理，数据基于实验室测试或模拟结果，实际应用需结合工况验证。
粉末冶金制备技术
适用于高熔点、难熔合金，需控制氧含量。
熔炼工艺
真空环境防止氧化，但W的高熔点需特殊设备（如电子束熔炼）。
增材制造
激光/电子束选区熔化可实现复杂结构，但易产生残余应力。
应用适配，如极端环境（如核、航天）
优先选择BCC单相合金（高熔点、抗辐照）。
耐蚀/耐磨性能，可通过添加Cr、Mo、陶瓷相（如碳化物）优化。
轻量化设计，在允许牺牲部分高温性能的情况下，可引入Al、Ti等轻元素。
50种含钨高熵合金的设计方法论
元素选择策略
高熔点元素协同（W+Ta+Mo+Nb）构建高温骨架
轻元素（Al+Li+Mg）与W形成纳米级共格界面
稀土元素（Gd+Sc）调控晶界偏聚行为
性能优化路径
通过CALPHAD相图计算+机器学习预测最优成分
采用等离子旋转电极雾化（PREP）制备球形粉末
放电等离子烧结（SPS）实现超快速致密化
验证标准
符合ASTM E3097-22高熵合金测试规范
通过JMatPro模拟验证热力学稳定性
采用APT原子探针进行成分偏析分析
钨制品客制化研发生产
中钨智造科技有限公司及中钨在线科技有限公司在钨制品行业长期耕耘近30年，专业从事钨钼制品柔性定制全球服务。中钨智造科技有限公司可以根据客户需求定制加工各类规格、性能、尺寸和牌号的氧化钨、高比重钨合金和硬质合金产品。
钨制品最新优惠价格
微信公众号“中钨在线”每日更新钨粉、钨酸铵等各类钨酸盐、钨制品、高比重钨合金、硬质合金、钨精矿等各类钨制品价格，同时提供业内最专业的微信群供大家交流供求信息，可以随时交流钨粉有关信息。关注“中钨在线”，加入中钨在线微信交流群体，每日钨制品价格、供求信息及时送达，实时交流。更钨制品市场行情，产品与资料，敬请关注“中钨在线”微信公众号，或访问https://news.chinatungsten.com 获取每日更新资讯。
联系信息: sales@chinatungsten.com
电话: +86 592 5129696 / 86 592 5129595
扫码关注“中钨在线”微信公众号，每早免费获取实时更新的钨钼稀土制品市场价格和资讯。
