鎢鎳鐵合金的物理性質(zhì)由其高鎢含量和兩相結(jié)構(gòu)共同決定。它最顯著的特點是密度極高，通常在16.5~18.5g/cm3之間。鎢鎳鐵合金同時具備良好的熱穩(wěn)定性、較低的熱膨脹系數(shù)以及優(yōu)良的導(dǎo)熱與導(dǎo)電能力，適合用作電極。通過調(diào)整鎳鐵比例，可以對鎢鎳鐵合金的軟磁性能進行調(diào)控。此外，憑借鎢的高原子序數(shù)和高密度，它對X射線和γ射線具有出色的屏蔽效果。材料還具有很高的彈性模量，并且加工性能優(yōu)于純鎢，這些物理性質(zhì)使鎢鎳鐵合金廣泛應(yīng)用于航空航天、國防及輻射防護等關(guān)鍵領(lǐng)域。
1.鎢鎳鐵合金的密度特性
鎢鎳鐵合金最為突出的特性就是它的高密度。鎢鎳鐵合金中，鎢本身原子質(zhì)量大，且質(zhì)量分數(shù)高達90%~97%，所以鎢鎳鐵合金的密度通常在16.5~18.5g/cm3之間，這個數(shù)值遠高于鋼與鉛，使得鎢鎳鐵合金在那些需要以最小體積實現(xiàn)最大質(zhì)量的場合變得無可替代。鎢鎳鐵合金的典型應(yīng)用包括航空航天器的配重部件、慣性導(dǎo)航系統(tǒng)中的陀螺儀轉(zhuǎn)子，以及動能穿甲彈的彈芯。
在影響鎢鎳鐵合金密度的因素中，鎢的含量及其在合金內(nèi)部的微觀分布形態(tài)起著決定性作用，燒結(jié)過程中所采用的工藝參數(shù)，會直接影響材料最終的致密程度。而粘結(jié)相中各成分的比例對整體密度的影響則比較有限。
2.鎢鎳鐵合金的熱物理性質(zhì)
鎢鎳鐵合金的熱物理性質(zhì)主要體現(xiàn)在以下幾個方面。
熱穩(wěn)定性方面，作為鎢鎳鐵合金主要成分的鎢擁有3422℃的極高熔點，所以鎢鎳鐵合金能夠在高溫環(huán)境中維持結(jié)構(gòu)強度與尺寸的長期穩(wěn)定。
在熱膨脹行為上，鎢鎳鐵合金的熱膨脹系數(shù)較低，通常在4.5~6.0×10??/K的范圍內(nèi)，這一特性使它與多種精密陶瓷、玻璃材料的熱膨脹行為接近，所以在反復(fù)升降溫過程中仍然可以保持較好的尺寸一致性，適用于航天光學(xué)器件基座等對熱匹配要求較高的場合。
而導(dǎo)熱特性方面，雖然鎢鎳鐵合金的導(dǎo)熱性能較純鎢有所降低，但仍顯著高于大多數(shù)鋼材，具備良好的熱傳導(dǎo)能力。所以，鎢鎳鐵合金常被選用制作需要兼顧散熱與結(jié)構(gòu)強度的部件，比如某些散熱元件及電加工領(lǐng)域的電極材料。
鎢鎳鐵合金的熱物理性質(zhì)
3.鎢鎳鐵合金的電學(xué)性能
鎢鎳鐵合金的電學(xué)性能主要取決于其中鎢相的含量以及它們是否形成了連續(xù)的導(dǎo)電通路。鎢的含量越高，且形成的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)越連續(xù)，鎢鎳鐵合金的整體電導(dǎo)率就越好，得益于這一特性，它在實際應(yīng)用中表現(xiàn)出良好的導(dǎo)電性能。所以這類合金常被選作電火花加工中的電極材料，能夠穩(wěn)定高效地傳導(dǎo)電流，滿足加工需求。
4.鎢鎳鐵合金的磁學(xué)性能
鎢鎳鐵合金具有軟磁性能，這主要歸因于其中面心立方結(jié)構(gòu)的γ-(Ni,Fe)粘結(jié)相。在實際生產(chǎn)中，可以通過調(diào)節(jié)鎳與鐵的比例，常見配比在7:3左右，并配合時效等熱處理工藝，來有效調(diào)控鎢鎳鐵合金磁導(dǎo)率、矯頑力等關(guān)鍵參數(shù)。這種可調(diào)控性讓鎢鎳鐵合金能夠滿足不同精密電磁元件，如傳感器、繼電器磁芯，對磁性能的特定要求。
5.鎢鎳鐵合金卓越的輻射屏蔽性能
鎢鎳鐵合金具有良好的輻射屏蔽能力。這是因為其中所含的鎢元素原子序數(shù)高，且鎢鎳鐵合金整體密度大，對X射線、γ射線等高能光子有很強的阻擋效果。鎢鎳鐵合金的輻射屏蔽性能優(yōu)于傳統(tǒng)的鉛材料，同時還避免了鉛的毒性和活化問題，因此被視為一種更理想且環(huán)保的輻射防護材料，在相關(guān)領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。
6.鎢鎳鐵合金的彈性特性
鎢鎳鐵合金的彈性模量很高，通常在350~400GPa之間。這一特性主要來自其中的鎢成分，所以材料整體剛性很好，不容易發(fā)生變形。鎢鎳鐵合金常用于精密儀器中的結(jié)構(gòu)支撐件，或是需要長期保持形狀的模具部件這些對尺寸穩(wěn)定性要求較高的場合。
7.鎢鎳鐵合金的加工性能
與純鎢相比，鎢鎳鐵合金加入了鎳鐵粘結(jié)相，韌性得到改善，加工性能較好一些，能夠使用常規(guī)機械方法進行加工。但在實際加工時，仍需選用硬質(zhì)合金或金剛石等材質(zhì)的刀具，并控制較低的切削速度，確保充分冷卻，避免刀具過度磨損并保證加工質(zhì)量。
