鉬基合金韌脆性轉(zhuǎn)變的影響因素及其強(qiáng)韌化研究.pdf

1、金屬鉬具有熔點(diǎn)高、膨脹系數(shù)小、耐磨耐蝕性能好、抗射線能力強(qiáng)和導(dǎo)熱導(dǎo)電性好等優(yōu)良物理屬性,但同時(shí)具有一個(gè)嚴(yán)重缺陷,就是鉬雖然在較高溫度下具有良好塑性,但在室溫甚至略高于室溫時(shí),韌性較差,難以承受沖擊力。這一缺陷極大地限制了鉬在結(jié)構(gòu)材料方面的應(yīng)用。
　　本文綜合分析了科研人員對(duì)鉬進(jìn)行強(qiáng)韌化研究的原理、工藝及成果,重點(diǎn)從三個(gè)方面著手進(jìn)行提高鉬強(qiáng)韌性的試驗(yàn)研究:第一,分析各種合金元素對(duì)金屬鉬晶體結(jié)構(gòu)及性能的影響,通過(guò)合金化提高金屬鉬的強(qiáng)韌

2、性;第二,運(yùn)用金屬基復(fù)合材料制備原理,通過(guò)鉬基合金與韌性材料復(fù)合,制備強(qiáng)韌性較高的新型鉬基復(fù)合材料,如纖維增強(qiáng)型、金屬?gòu)?fù)合型等;第三,運(yùn)用細(xì)晶強(qiáng)化原理,進(jìn)行高溫、多道次軋制及適當(dāng)?shù)臒崽幚?通過(guò)超大變形量(≥98％)工藝,使金屬鉬晶體在晶粒超細(xì)化的同時(shí),形成致密的纖維狀組織,提高其強(qiáng)韌性。
　　試驗(yàn)證明,在金屬鉬中加入Ti、Zr及C元素、運(yùn)用粉末冶金法制備TZM合金,成本低、強(qiáng)度性能提高明顯;在合金化基礎(chǔ)上,通過(guò)對(duì)基體粉末及碳纖維表

3、面化學(xué)鍍銅工藝,能較好地解決碳纖維與基體金屬化學(xué)相容性等問(wèn)題,制備出纖維增強(qiáng)復(fù)合材料,較大程度地提高了TZM合金粉末燒結(jié)體的強(qiáng)韌性;通過(guò)TZM合金板與Cu板疊軋復(fù)合原理,制備出TZM/Cu復(fù)合材料,提高了TZM合金塑韌性、較大程度降低了鉬金屬韌脆性轉(zhuǎn)變溫度,但強(qiáng)度比TZM合金板低,且復(fù)合材料使用溫度較低;最后,運(yùn)用累積復(fù)合軋制細(xì)晶強(qiáng)化原理,研究了TZM合金累積復(fù)合軋制工藝,成功地實(shí)現(xiàn)了2mmTZM合金板材的累積復(fù)合軋制。
　　試驗(yàn)

4、對(duì)2mmTZM合金板材進(jìn)行了多道次累積復(fù)合軋制。通過(guò)測(cè)試各道次累積復(fù)合材料的力學(xué)性能,并用電子顯微鏡進(jìn)行斷口掃描分析,結(jié)果證明:TZM合金板經(jīng)過(guò)三道次累積復(fù)合軋制抗拉強(qiáng)度達(dá)到最高值968MPa,比原2mmTZM合金板材抗拉強(qiáng)度提高了50%,但由于加工硬化作用,延伸率沒(méi)有明顯提高。
　　采用累積復(fù)合軋制工藝,在材料中形成致密的纖維組織,同時(shí)在軋制件中心到邊緣均形成大量超細(xì)晶粒,從而使材料的強(qiáng)韌性得到大幅度提高。阻止晶粒進(jìn)一步細(xì)化的原