難熔金屬鎢高壓扭轉微觀組織演化及力-熱性能研究.pdf

1、難熔金屬鎢由于具有良好的力學性能、高溫強熱性及耐腐蝕性等特點，在航空航天、核工業(yè)等眾多領域擁有廣泛的應用前景。采用粉末冶金法制備的工業(yè)純鎢，因燒結溫度高及雜質元素污染等，常存在孔隙多、組織粗大、晶界弱化等問題，導致鎢的塑性加工性能差、韌-脆轉變溫度高且易于氧化，限制了其應用與發(fā)展。高壓扭轉工藝基于高靜水壓力和劇烈剪切變形，能夠有效閉合孔隙、改善材料組織性能，在較低的溫度下獲得具有非平衡大角度晶界的超細晶組織，促進晶界滑移和位錯演化，有效

2、提高低塑、高強材料的低溫變形能力。通過高壓扭轉工藝制備綜合性能優(yōu)異的純鎢材料，對促進其工程化應用具有積極的推動作用。
　　本文基于變形強化理論，采用半限制型高壓扭轉模具，在較低溫度下對燒結態(tài)純鎢進行不同扭轉圈數下的大剪切塑性變形，通過金相組織觀察、X射線衍射分析及EBSD技術，分析了純鎢高壓扭轉變形的變形特點，深入研究變形過程中微觀組織和形變亞結構的演變規(guī)律。結果表明:燒結體純鎢組織經高壓扭轉變形后得到顯著的致密和細化，形成具有明

3、顯方向性的纖維組織;純鎢的高壓扭轉變形主要以{110}晶面的滑移變形為主，隨著扭轉圈數增大，為彌補單系滑移的不足，沿{112}、{200}晶面的滑移變形增強;變形組織內微觀應變逐漸增大，而亞晶尺寸與位錯密度隨應變量積累先增大后減小;高壓扭轉變形主要通過剪切破碎和形變誘導位錯演化的方式細化晶粒，該過程伴隨著小角度晶界向大角度晶界的演化以及特定晶粒取向的形成，當變形量達到一定程度后，變形組織發(fā)生明顯的動態(tài)再結晶晶粒長大現象，組織內形成再結晶

4、立方織構;高壓扭轉過程中，由于受材料本身變形機制、應力狀態(tài)及動態(tài)再結晶行為的影響，純鎢組織內部產生“織構起伏”效應。
　　對不同扭轉圈數下的純鎢進行顯微硬度、壓痕形貌及再結晶行為表征，結合材料微觀組織的演化特點分析純鎢高壓扭轉變形的強韌化機理和變形組織的熱穩(wěn)定性。結果表明:純鎢燒結體經高壓扭轉變形后顯微硬度明顯提高，室溫韌性得到改善，且強韌化效果和均勻性隨著扭轉圈數增加明顯提高，純鎢高壓扭轉變形主要通過晶粒細化和位錯增殖實現強韌化