以鎢為基加入其他元素組成的合金。在金屬中，鎢的熔點最高，高溫強度和抗蠕變性能以及導熱、導電和電子發射性能都好，比重大，除大量用於製造硬質合金和作合金添加劑外，鎢及其合金廣泛用於電子、電光源工業，也在航太、鑄造、武器等部門中用於製作火箭噴管、壓鑄模具、穿甲彈芯、觸點、發熱體和隔熱屏等。
鎢最早用於製作白熾燈絲。1909年美國庫利吉（W.D.Coolidge）採用鎢粉壓制、重熔、旋鍛、拉絲工藝製成鎢絲，從此鎢絲生產得到迅速發發展。1913年蘭米爾(I.Langmuir)和羅傑斯(W.Rogers)發現鎢釷絲（又稱釷鎢絲）發射電子性能優於純鎢絲後，開始使用鎢釷絲，至今仍然廣泛使用。1922年研制出具有優良的抗下垂性能的鎢絲（稱為摻雜鎢絲或不下垂鎢絲），這是鎢絲研究中的重大進展。不下垂鎢絲是廣泛使用的優異燈絲和陰極材料。50～60年代，對鎢基合金進行瞭廣泛的探索研究，希望發展能在1930～2760℃工作的鎢合金，以供制作航天工業使用的耐高溫部件。其中以鎢錸系合金的研究較多。對鎢的熔煉和加工成形技術也開展瞭研究，采用自耗電弧和電子束熔煉獲得鎢錠，並經擠壓和塑性加工制成某些制品；但熔煉鑄錠的晶粒粗大，塑性差，加工困難，成材率低，因而熔煉－塑性加工工藝未能成為主要生產手段。除化學氣相沉積（CVD法）和等離子噴塗能生產極少的產品外，粉末冶金仍是制造鎢制品的主要手段。
中國在20世紀50年代已能生產鎢絲材。60年代對鎢的熔煉、粉末冶金和加工工藝開展瞭研究，現已能生產板材、片材、箔材、棒材、管材、絲材和其他異型件。
鎢材使用溫度高，單純采用固溶強化方法對提高鎢的高溫強度效果不大。但在固溶強化的基礎上再進行彌散(或沉淀)強化，可大大提高高溫強度，以ThO2和沉淀的HfC彌散質點的強化效果最好。在1900℃左右W-Hf-C系和W-ThO2系合金都有著高的高溫強度和蠕變強度。在再結晶溫度以下使用的鎢合金，采取溫加工硬化的方法，使其產生應變強化，是有效的強化途徑。如細鎢絲具有很高的抗拉強度，總加工變形率為99.999％、直徑為0.015毫米的細鎢絲，室溫下抗拉強度可達438公斤力/毫米2（圖1）。
電子管和點光源用的幾種鎢合金
在難熔金屬中，鎢和鎢合金的塑性－脆性轉變溫度最高。燒結和熔煉的多晶鎢材的塑性－脆性轉變溫度約在150～450℃之間，造成加工和使用中的困難，而單晶鎢則低於室溫。鎢材中的間隙雜質、微觀結構和合金元素，以及塑性加工和表面狀態，對鎢材塑性-脆性轉變溫度都有很大影響。除錸可明顯地降低鎢材的塑性－脆性轉變溫度外，其他合金元素對降低塑性－脆性轉變溫度都收效甚微（見金屬的強化）。
鎢的抗氧化性能差，氧化特點與鉬類似，在1000℃以上便發生三氧化鎢揮發，產生“災害性”氧化。因此鎢材高溫使用時必須在真空或惰性氣氛保護下，若在高溫氧化氣氛下使用，必須加防護塗層。
合金 按照用途不同，鎢合金分為硬質合金、高比重合金、金屬發汗材料、觸頭材料、電子和電光源材料。
摻雜鎢絲是在鎢粉中添加1％左右的矽、鋁和鉀的氧化物，在垂熔（自阻燒結）過程中，添加劑氧化鉀揮發，在材料內部形成氣孔，氣孔經加工後沿軸向拉長；退火後，拉長氣孔形成彌散的平行於絲軸的氣泡行（圖2），這種彌散的氣泡俗稱為鉀泡。鉀泡阻礙鎢晶粒的橫向長大，提高鎢的高溫抗下垂性能，還可改善再結晶後的室溫塑性，有利於繞絲和運輸貯存。中國摻雜鎢絲依高溫蠕變值有WAl1、WAl2、WAl3三種牌號。
圖2 摻雜鎢絲（直徑1.25mm）中的鉀泡分佈×30000 2450℃真空退火2小時
在W-ThO2系合金中，由於添加適量的熱穩定性好的彌散的ThO2質點，不僅可以降低電子逸出功，還可抑制鎢晶粒長大，使材料具有很高的再結晶溫度、優異的高溫強度和抗蠕變性能。鎢釷合金不僅是廣泛使用的熱電子發射材料，而且是優異的電極材料。
鎢錸合金中，錸的添加，不僅能提高材料強度，提高合金的再結晶溫度約200～400℃，使二次再結晶後塑性好、晶粒長大緩慢，而且可以顯著降低塑性－脆性轉變溫度。添加的錸如超過30％，就會損害合金的加工性能。鎢錸合金還具有較高的熱電勢，在2200℃下，其熱電勢與溫度成直線關系。鎢錸熱電偶測量溫度可高達3000℃，是優異的高溫熱電偶材料。
加工 鎢的熔點高、硬而脆，加工困難，但隻要有合理的工藝，鎢可經粉末冶金制坯、擠壓、鍛造、軋制、旋壓和拉拔等加工成材。隨著鎢的塑性加工程度的提高，其組織、抗拉強度和塑性-脆性轉變溫度大為改善（圖3）。
坯料準備 合格的坯料是鎢材生產的關鍵之一，制好坯料首先要選用合格的鎢粉末。粉末的特征（平均粒徑、粒度分佈、化學成分）、混料、成形和燒結工藝對坯料的成分、密度和微觀結構有直接影響，並強烈地影響著產品加工和使用性能。不下垂鎢絲中添加的矽、鋁、鉀元素是在三氧化鎢或“藍鎢”（為多種低價氧化鎢的混合物）中以氧化物形式添加的，混合料常用含氫氟酸的溶液進行洗滌，以去除粉中雜質。生產絲和小片材的坯料多在壓力機上成形，也可采用等靜壓制成形。粉坯尺寸一般為12×12×400毫米，也有采用較大尺寸的圓棒、方棒或矩形棒。粉坯首先在氫氣氣氛中經1200℃、1小時預燒使之具有一定強度和導電性後，再進行通電自阻燒結。通電自阻燒結俗稱“垂熔”，是鎢加工中發展起來的方法。原理是將電流直接通過燒結坯，由於坯料本身的電阻而產生焦耳熱，利用這種熱使坯料燒結，燒結電流通常為熔斷電流的90％。所得坯料為自阻燒結條（又稱垂熔條）。可加工成絲材的垂熔條一般標準是控制斷面晶粒數為每平方毫米約10000～20000個，密度為17.8～18.6克/厘米3。對於管材、片材或其他大規格產品，常采用等靜壓制(壓力在2500公斤力/毫米2以上)成形，在2300～2700℃的高溫下於真空或氫氣保護中燒結。
旋鍛 是生產鎢絲坯料和細棒的常用塑性加工方法，不同尺寸的棒材於氫氣氣氛中加熱到1400～1600℃，在不同型號的旋鍛機上進行旋鍛。開始道次變形量不宜過大，隨後可適當增加變形量。旋鍛變形過程中工件和模具間用石墨潤滑。加工後的鎢棒密度可達18.8～19.2克/厘米3。由於方坯鍛成圓坯，各部位變形不同，使組織不均勻，此時應進行再結晶退火。旋鍛棒材的最終直徑為3毫米左右。
拉絲 拉絲坯料可用旋鍛法生產，也可用軋制法生產；軋制法生產的坯料道次變形量大，組織較均勻，有利於以後的加工。鎢絲坯料拉制鎢絲是用“溫拉絲”方法。首先在鏈式拉伸機上拉至直徑1.3毫米，而後分別經粗拉、中拉和細拉使直徑達到0.2、0.06和小於0.06毫米。隨著直徑減小，應使加熱溫度下降、拉絲速度提高。道次變形量一般在10～20％之間。拉絲采用煤氣－空氣混合加熱，溫度為900～400℃。拉粗絲采用硬質合金模，拉細絲則采用金剛石模。模子材質、孔型、研磨技術對絲材質量有很大的影響，石墨潤滑劑的質量、粒度、配比、塗敷方法同樣影響絲材質量。絲材直徑的不均勻性是使用時斷絲的最主要原因之一，有0.2～0.4微米的偏差就會使真空管中鎢絲的壽命大大降低。細絲材的直徑可以用重量法或真空標準電流法進行測定。在拉絲過程中，隨著直徑減小，變形抗力增大（如直徑0.1～0.3毫米鎢絲的斷裂強度可高達350公斤力/毫米2），其塑性也相應降低。為瞭改善再加工性能，一般需要進行消除應力中間退火。此外，可采用電解腐蝕法將絲材加工成直徑小於0.01毫米的細絲。
板材軋制 鎢板軋制可分熱軋、溫軋和冷軋。由於鎢的變形抗力大，普通的軋輥不能完全滿足鎢板材軋制的要求，應使用特種材質的軋輥。軋制時，軋輥要預熱，根據不同的軋制條件，預熱溫度為100～350℃。坯料的相對密度（實際密度與理論密度之比）大於90％時才可加工，坯料密度在92～94％時加工性能良好。熱軋的開坯溫度在1350～1500℃之間，開坯的變形工藝參數選擇不當，坯料會產生分層。溫軋的開始溫度為1200℃，厚度為8毫米的熱軋板，經溫軋可達到0.5毫米。由於鎢板變形抗力大，軋制時軋輥輥身彎曲變形，使板材沿寬度方向上厚度不均，換輥或換軋機時，板材可能因各部位變形不均勻而開裂。0.5毫米厚度板材的塑性-脆性轉變溫度還在室溫或室溫以上，片材呈脆性，應在200～500℃將片材軋制成0.2毫米。軋制後期，鎢片薄而長，為保證板材加熱均勻，常塗石墨或二硫化鉬，不僅有利於板材的加熱，而且加工時還有潤滑作用。
其他加工 鎢的管材可采用燒結坯料直接擠壓，擠壓管坯或粉漿擠壓燒結管坯還經旋壓加工。旋壓還可生產鎢的異型制品。大直徑的棒材多采用擠壓或軋制工藝生產。
切削加工 鎢質硬且對缺口敏感，切削加工困難，要求使用硬質合金刀具。為防止產生切削裂紋，常把工件加熱到塑性-脆性轉變溫度以上進行切削，並要嚴格控制切削操作程序。鎢的研磨需要用特定型號的砂輪輕磨，且需要冷卻，否則會產生龜裂。厚度在0.2毫米以上的鎢片材進行沖壓和剪切前要預先加熱，超過一定厚度的板材，不能剪切，往往需要用砂輪切割。
參考書目
Stephen W.H.Yih &Chun T.Wang，Tungsten：Resources，Metallurgy，Properties and Applications，Plenum，New York，1979.