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随着现代兵器的发展,各种远距离精确杀伤武器层出不穷,传统的炮弹、火箭弹射程开始显现不足,为了解决这一问题,在其弹体加装高性能小型冲压发动机成为一种重要手段。小型冲压发动要求其在较短的时间产生大量能量,这就需要其喷管尤其是喉衬具有良好的可靠性。本文参考目前国内外相关研究现状,使用钨铜及钨镍铁合金作为假想材料,利用SOLO型强流脉冲电子束(HCPEB)轰击试样模拟喷管内部烧蚀过程中的升温热震和热冲击现象,而后对其显微组织形貌、显微硬度、XRD物相以及磨损摩擦特性等进行了大量定性及定量分析,目的在于探索可能的优质高效钨基喷管喉衬材料。使用高强度(13KV、180A)HCPEB分别0次、20次、40次、80次轰击钨铜合金试样。显微形貌特征显示,随着轰击次数的提高,试样表面组织结构遭受更大程度的破坏,具体表现为钨骨架晶粒熔融重聚晶粒长大形成凸起,铜的分散相蒸发烧蚀并在热应力拉伸撕裂作用下形孔隙。其表面显微硬度从206kgf/mm2下降到157kgf/mm2,表明HCPEB的热冲击作用导致金属试样“软化”。分析XRD测试结果,通过波形图得知其在轰击烧蚀过程中相结构并没有发生明显变化,但各项含量发生变化,一方面W相与Cu相烧蚀分离含量降低,另一方面Cu相由于其相对较低的熔沸点(1083.4℃、2567℃)导致其几乎损耗殆尽。在磨损摩擦方面,磨痕宽度从551μm增加到719μm,说明瞬态升温热震作用致使其耐磨损性能明显降低,摩擦系数先降后升同时整体提升的趋势,可以解释为热冲击造成了试样表面平整度的降低和粗糙程度的提升,同时还降低了试样在稳定摩擦阶段阻止微裂纹产生的能力。使用同样强度和次数的HCPEB对钨镍铁合金试样进行试验,各项检测结果显示,在40次轰击前后有较大区别。显微形貌特征显示,40次轰击前,金属试样组织结构的破环主要体现在镍铁粘结相区域孔隙的撕裂拉伸,40轰击后,钨基体晶粒开始熔融融化,液相金属的运动使晶界被打破、孔隙被填充,使得试样表面得到一定程度的“修复”。其表面显微硬度从初始的419kgf/mm2下降到40次的394kgf/mm2在再到80次的398kgf/mm2,表明组织结构的修复有效遏制了硬度的进一步下降。分析XRD测试结果,从波形图同样得知在轰击过程中相结构基本稳定不变,但同时检测出微量的FeNi化合物。含量方面各相均有蒸发飞溅的损耗,不同之处在于,Fe、Ni相损耗较大但40次轰击之前损耗较缓,这主要是由于其相对较高的熔沸点一定程度上抵御了低次轰击之下的热冲击。磨损摩擦方面,磨痕宽度在40次轰击以后不升反降,说明整体结构的稳定与致密程度能很大程度上影响材料的耐磨性,摩擦系数曲线出现独特的先降后升再降趋势,其中再降的原因可能由热应力波在金属试样基体内反射叠加的压缩拉伸作用形成的“特殊层”引起,也可能是FeNi化合物起到的“支撑”作用。