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元素錸Re對(duì)TZM鉬合金性能與組織的影響
發(fā)布人：上海艾荔艾金屬材料有限公司www.bt990.com.cn
更新時(shí)間：2015-04-24
人們開發(fā)了多種鉬及其合金，例如TZC、TZM、MHC等，其中TZM(Titanium-Zirconium-Molybdenum Alloy)以其在高溫高壓下表現(xiàn)出的良好力學(xué)性能，成為目前使用最廣泛的鉬基合金。
?????? 金屬鉬因?yàn)榫哂袃?yōu)良的高溫強(qiáng)度、抗蠕變性能、低熱膨脹系數(shù)、好的導(dǎo)熱性能和耐腐蝕性能，在電子工業(yè)、宇航工業(yè)和能源工業(yè)中有很廣闊的用途。但鉬存在再結(jié)晶溫度低，脆性大及室溫強(qiáng)度低等缺陷，限制了鉬的應(yīng)用領(lǐng)域。大量實(shí)驗(yàn)證明，合金化是改善鉬性能重要方法之一。因此，人們開發(fā)了多種鉬及其合金，例如TZC、TZM、MHC等，其中TZM(Titanium-Zirconium-Molybdenum?Alloy)以其在高溫高壓下表現(xiàn)出的良好力學(xué)性能，成為目前使用最廣泛的鉬基合金。
TZM合金在惡劣條件下表現(xiàn)出來(lái)的優(yōu)良力學(xué)性能，主要依靠TZM制備過(guò)程中利用特殊工藝使Ti和Zr的氧化物或碳化物形成彌散質(zhì)點(diǎn)，對(duì)合金起到固溶強(qiáng)化和彌散強(qiáng)化的效果，從而使合金的高溫性能得到明顯提高。但TZM合金也存在一些明顯的不足之處，如室溫脆性和高溫抗氧化性改善不明顯。針對(duì)這樣的問(wèn)題，各國(guó)研究者也都做了很多有益的嘗試。添加合金元素也是改善鉬脆性的有效方法，如C、B、K、Si、Al、Re和稀土元素等。其中合金元素Re以其顯示出的強(qiáng)大“錸效應(yīng)”，加入后不但可以提高鉬的高溫性能，而且可以明顯改善鉬的室溫性能。但由于錸的價(jià)格昂貴，進(jìn)一步研究Re微量添加下對(duì)鉬合金性能的改善，顯得尤為重要。本文通過(guò)借鑒前人的研究成果，采用粉末冶金的工藝制備TZM-Re合金，研究添加不同Re含量對(duì)TZM合金室溫力學(xué)性能、相組成和組織形貌的影響，并探究其影響機(jī)理。
按Mo-0.52TiH2-0.08ZrH2-0.03C成分比例配制TZM合金，并分別在TZM添加1%、3%、5%純錸粉，分別標(biāo)記為TZM-1、TZM-3和TZM-5。粉末球磨4h后，壓制成φ28mm×40mm的坯體，按一定的燒結(jié)工藝，在氫氣保護(hù)氣氛下進(jìn)行燒結(jié)，得到致密的燒結(jié)制品。
微量稀有金屬Re添加到TZM合金中后，Re與基體Mo發(fā)生固溶，形成具有一定韌性、結(jié)構(gòu)致密的固溶體晶粒。在彎曲斷裂時(shí)，Mo-Re固溶體以穿晶斷裂為主，吸收了大量的斷裂能，有效改善了TZM合金的室溫韌性。對(duì)TZM合金而言，Re的引入抑制了Ti和Zr在Mo中的固溶，導(dǎo)致大量氣孔和第二相粒子富集在Mo-Re合金周圍，對(duì)其強(qiáng)度有不利影響。
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