射频超导腔用高纯铌板的力学性能与微观组织演变

射频超导加速是现代粒子加速器的关键技术,高纯铌板主要用于制造射频超导腔直线加速器用谐振腔,其性能与组织将直接影响射频超导腔的加工难度与腔体质量。本文对高纯铌板进行不同方式轧制变形,并对其进行热处理,随后测试其力学性能,结合高纯铌板的微观组织以及织构与断口形貌分析,研究高纯铌板在不同轧制变形下的力学性能与微观组织演变。结果表明:高纯铌材在轧制变形中,晶面择优由{111}向{100}转动,晶向择优依据变形方式的不同由〈112〉分别转为〈100〉与〈110〉,晶面或晶向的择优转变会影响高纯铌板的再结晶方式产生。在拉应力载荷下,轧制方式可改变高纯铌板的Schmid因子分布与断裂行为;经不同的轧制变形时,高纯铌板可产生微孔聚集型断裂、滑移剪切型断裂及混合型断裂。

溅射靶材用铌材的电子束熔炼提纯杂质去除机理研究

文章采用真空电子束熔炼的方式,对溅射靶材用铌材进行多次提纯。应用GDMS的方法对熔炼后的铌锭端面、中部以及底部杂质含量进行检验,判断铸锭不同位置杂质脱除情况。结果显示,铸锭杂质脱除率与饱和蒸气压差存在对应关系,间隙元素C、N、O主要是以气体形式直接挥发去除,非间隙元素Fe、Si元素含量在铸锭轴向从上到下逐渐减少,Mo、Ta、W、Zr四种元素在铸锭轴向上分布区别并不明显。熔炼后,Ta、W元素含量与原料相比没有变化,Mo、Zr元素含量显著比原料低,非间隙元素为蒸发和定向凝固协同控制脱除机制。

表面纳米化对工业纯锆四点弯曲疲劳性能的影响

采用表面机械研磨工艺对工业纯锆进行处理,利用四点弯曲疲劳试验对试样的疲劳性能进行测试。通过对试样微观组织观察、显微硬度和残余应力表征,并结合有限元方法对四点弯曲试样应力分布的模拟,分析表面纳米化对工业纯锆四点弯曲疲劳性能的影响机理。研究表明,表面纳米化工业纯锆相对于原始试样疲劳极限提高约23%。这是由于原始工业纯锆在加载时最大拉应力位于试样表层,导致疲劳裂纹在表层萌生,而表面纳米化工业纯锆由于组织强化及残余压应力作用,使疲劳强度得到提高,并且使裂纹在次表层萌生,从而获得较好的疲劳性能。