鎢鎳鐵合金（Tungsten-Nickel-Iron Alloy，簡(jiǎn)稱(chēng)W-Ni-Fe合金）是一種以鎢為基體的高密度合金，其可通過(guò)調(diào)控鎳鐵比例或添加微量元素，來(lái)實(shí)現(xiàn)密度、強(qiáng)度、韌性和成本的平衡，廣泛應(yīng)用在航空航太、國(guó)防軍工、醫(yī)療器械等領(lǐng)域。鎢鎳鐵合金的材料成分包括鎢、鎳、鐵、碳等元素。
中鎢智造鎢鎳鐵合金棒圖片
鎢（W）：占比90%~98%，是合金的基體元素，在合金中形成連續(xù)骨架，賦予合金高密度、高熔點(diǎn)（3410℃）和優(yōu)異的抗熱震性。鎢的含量影響合金的密度和高溫穩(wěn)定性，例如90W7Ni3密度約為17.1g/cm3，95W3Ni2Fe密度約為18.1g/cm3，97W2Ni1Fe密度約為18.5g/cm3。
鎳（Ni）：作為粘結(jié)相的主要成分，與鐵共同形成面心立方結(jié)構(gòu)的γ相，γ相包裹鎢顆粒，通過(guò)固溶強(qiáng)化和位錯(cuò)強(qiáng)化提升合金的韌性和可加工性。鎳的加入能抑制鎢顆粒在燒結(jié)過(guò)程中的異常長(zhǎng)大，細(xì)化晶粒。此外，鎳還能降低鐵的磁性，使合金在電磁遮罩應(yīng)用中表現(xiàn)更優(yōu)。
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鐵（Fe）：與鎳協(xié)同作用，通過(guò)固溶強(qiáng)化提高合金的強(qiáng)度，同時(shí)降低原材料成本。鐵的含量需合理控制，過(guò)量會(huì)導(dǎo)致合金脆性增加。常見(jiàn)的鎳鐵比例為7:3，如典型牌號(hào)90W-7Ni-3Fe。在此比例下，合金的強(qiáng)度和韌性達(dá)到較好平衡，適用於航天器配重件、穿甲彈芯等場(chǎng)景。研究顯示，燒結(jié)後緩冷條件下，此配比的合金力學(xué)性能一般優(yōu)於高鎳鐵比的合金，因後者易在粘結(jié)相中析出非彌散β相，導(dǎo)致脆性增加。
微量元素：碳（C）元素的加入，用於形成碳化物（WC或W?C）抑制晶粒長(zhǎng)大並提高耐磨性；鉻的加入可增強(qiáng)合金的耐腐蝕性。值得注意的是，微量元素的含量應(yīng)控制合理的區(qū)間內(nèi)，否則合金綜合性能可能下降。
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