磷元素作為鎢鎳鐵合金中典型的有害雜質(zhì)，其含量雖通常控制在0.01%以下，但即使微量存在也會(huì)通過(guò)晶界偏聚、化合物析出等方式影響合金的力學(xué)性能、耐腐蝕性能及加工穩(wěn)定性。
一、磷在鎢鎳鐵合金中的存在形態(tài)
鎢鎳鐵合金由鎢顆粒和鎳-鐵粘結(jié)相組成，磷在合金中主要以三種形式存在：固溶態(tài)：少量磷可固溶于鎳-鐵粘結(jié)相；化合物態(tài)：過(guò)量磷會(huì)與鎳、鐵形成Ni?P、Fe?P等磷化物，或在鎢顆粒與粘結(jié)相界面析出；偏聚態(tài)：磷是典型的“晶界富集元素”，在燒結(jié)或冷卻過(guò)程中，會(huì)自發(fā)向粘結(jié)相晶界或鎢-粘結(jié)相界面擴(kuò)散，形成磷富集層。
中鎢智造鎢鎳鐵鎢合金圖片
二、磷元素對(duì)鎢鎳鐵合金性能的影響
磷對(duì)鎢鎳鐵合金力學(xué)性能的破壞主要源于晶界弱化效應(yīng)，具體表現(xiàn)為：
沖擊韌性與塑性的下降：鎢鎳鐵合金的韌性主要依賴(lài)粘結(jié)相的塑性變形能力和鎢-粘結(jié)相界面的結(jié)合強(qiáng)度。磷在晶界的偏聚會(huì)降低界面結(jié)合能，導(dǎo)致裂紋優(yōu)先沿晶界擴(kuò)展。低溫環(huán)境下，磷的脆化作用更顯著。
對(duì)強(qiáng)度的雙重影響：低含量磷可通過(guò)固溶強(qiáng)化使粘結(jié)相強(qiáng)度略有提升，但這種強(qiáng)化作用遠(yuǎn)不及脆化帶來(lái)的危害；當(dāng)磷含量過(guò)高時(shí)，晶界脆化主導(dǎo)性能變化，合金的抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度開(kāi)始下降，且強(qiáng)度波動(dòng)增大，因裂紋隨機(jī)沿弱化晶界萌生。
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鎢鎳鐵合金的耐蝕性主要依賴(lài)鎳形成的鈍化膜（NiO或Ni(OH)?），而磷的存在會(huì)破壞鈍化膜的連續(xù)性并加速局部腐蝕：磷在晶界的富集會(huì)導(dǎo)致局部區(qū)域鎳含量降低，使晶界處鈍化膜難以形成，成為腐蝕電池的陽(yáng)極區(qū)。若合金中存在磷化物夾雜，其電極電位低于鎢和鎳鐵粘結(jié)相，會(huì)形成微電池，導(dǎo)致夾雜周?chē)逆囪F相優(yōu)先溶解，形成點(diǎn)蝕坑。
對(duì)加工工藝性能的干擾：鎢鎳鐵合金通常采用液相燒結(jié)，磷化物會(huì)在燒結(jié)初期熔融并沿鎢顆粒界面滲透，導(dǎo)致液相流動(dòng)性異常，易形成“過(guò)燒”或“空洞”缺陷。在后續(xù)的鍛造或軋制工序中，含磷合金因晶界脆化，易在變形量較大時(shí)出現(xiàn)沿晶開(kāi)裂。
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