退火温度对钨铼合金组织和性能的影响

采用粉末冶金工艺制备了钨铼合金,通过拉伸性能测试、硬度测试、光学显微观察等手段,研究了退火温度对钨铼合金组织和性能的影响。研究表明:锻造后的钨铼合金室温抗拉强度为1620 MPa,断后伸长率为20%,维氏硬度为HV30540。钨铼合金在1500℃时开始发生局部再结晶,1700℃时发生晶粒长大。钨铼合金的室温抗拉强度、维氏硬度随着退火温度的提高而降低,断后伸长率随着退火温度的升高先增大后减小。

钼铼合金研究进展

难熔金属钼脆性大,可切削加工性能差、易氧化、焊接性能差等不足限制了纯金属钼的发展与应用。纯金属钼中加入铼元素,可以显著降低合金的韧脆转变温度、改善低温脆性、提高再结晶温度和加工性能、达到好的强韧性,使得钼铼合金广泛应用于航空航天、电子工业、能源工业等领域。本文介绍了铼对钼性能影响的原因,阐述了利用粉末冶金法制备钼铼合金的工艺过程及钼铼合金的性能,简要总结了钼铼合金的应用,并对钼铼合金的未来发展做出了展望。

钼及钼合金在核反应堆中的应用

钼及钼合金因具有熔点高、高温强度高、高温蠕变速率低、抗热冲击性能好,并具有良好的导热导电性、低的线膨胀系数和溅射率等优点,被广泛应用于高温液态金属冷却反应堆的燃料包壳和堆芯结构材料、热离子堆二极管的发射极材料、核聚变反应堆中的面向等离子体的壁材料等。详细介绍了钼及钼合金单晶、TZM钼合金、钼稀土合金、钼铼合金的制备工艺、研究进展及其在核反应堆中的典型应用,并对其应用前景及发展趋势进行了展望。

TZM合金强化研究进展

概述了TZM合金的强化机理以及合金中碳化物的形成机制和脱氧机制,综述了添加铼、稀土元素等合金元素和碳纤维,以及中子辐射对材料性能的影响,并对TZM合金表面铝化物和硅化物抗氧化涂层以及涂层制备方式做了详细分析。

钼合金制备工艺的研究进展

纯金属钼存在低温脆性、再结晶脆性、抗高温氧化能力较差等明显缺点,极大限制了其应用范围,通过在钼基体中添加第二相(稀土氧化物(La_2O_3、Ce_2O_3、Y_2O_3)和碳化物(TiC、ZrC、HfC))形成的钼合金因具有良好的高温性能、较低的韧脆转变温度、较高的再结晶温度受到了国内外学者的广泛关注。本文对三种钼合金制备工艺(固–固掺杂、固–液掺杂和液–液掺杂)进行了总结,并对其发展趋势做出了展望,结果表明采用液–液掺杂工艺能显著提高材料的均匀性和力学性能。

钨铼合金研究进展

随着航空航天技术、核工业、电子工业的日益发展,对超高温材料提出了更为苛刻的要求,急需研制高温高强度结构件材料。钨铼合金具有高再结晶温度、低韧脆转变温度、优异的高温强度以及高温抗蠕变性能,得到了国内外学者的广泛研究。本文综述了钨铼合金的分类及制备方法,并对固溶强化钨铼合金、碳化物增强钨铼合金、氧化物增强钨铼合金的再结晶温度、高温强度、高温抗蠕变性能等进行了比较,认为碳化物(HfC)增强钨铼合金具有更加优异的性能。因此,碳化物第二相粒子增强钨铼合金是钨铼合金的发展方向并且有必要对钨铼合金的先进制备技术、成分优化、组织调控、变形行为和机理等问题开展进一步研究。

HfC含量对钼钛锆合金显微组织和力学性能的影响

在钼钛锆(titanium zirconium molybdenum alloy,TZM)合金粉末中分别添加质量分数为0、0.25%、0.50%、1.00%的HfC粉末颗粒,利用粉末冶金结合轧制变形的方法制备多元复合强化钼合金。通过金相组织观察、扫描电子显微镜形貌表征、能谱分析以及力学性能测试等手段,研究了HfC颗粒对TZM合金显微组织和力学性能的影响。结果表明,添加HfC颗粒可以抑制TZM合金晶粒在烧结过程中的长大,但添加量超过0.50%时,抑制效果减弱。当HfC颗粒质量分数为0.25%时,TZM合金的室温和高温抗拉强度最强,维氏硬度最高,塑性最优。

Mo-30W钼合金棒材再结晶行为研究

采用粉末冶金工艺制备了Mo-30W钼合金棒材,通过拉伸力学性能测试、硬度测试、光学显微镜(optical microscope,OM)、扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)及能量色散谱仪(energy dispersive spectrometer,EDS)等测试分析手段,研究了Mo-30W钼合金棒材的再结晶行为。结果表明,由于W的固溶强化和变形强化,Mo-30W钼合金棒材在1600℃高温抗拉强度达到170MPa,延伸率为10%,高温力学性能得到明显提升;在1300～1500℃范围内,随着温度的升高,Mo-30W钼合金棒材强度和硬度先保持稳定然后显著下降;在1500℃时,Mo-30W钼合金棒材发生了完全再结晶,抗拉强度为385 MPa,维氏硬度为HV10 185,抗拉强度和硬度值达到最低。

氧化锆含量对钼合金组织和性能的影响

采用粉末冶金工艺制备了含不同质量分数氧化锆(ZrO_(2))的钼合金棒材,通过拉伸力学性能测试、硬度测试、光学显微镜观察等分析手段,研究了ZrO_(2)含量对钼合金显微组织和力学性能的影响。结果表明:ZrO_(2)的添加细化了钼合金晶粒,随着ZrO_(2)质量分数的增加,钼锆合金的硬度和室温抗拉强度增加。当ZrO_(2)质量分数为2.5%时,钼锆合金的硬度达到最大值(HV_(10)240),抗拉强度达到最大值(820 MPa)。

长期热老化对铝基碳化硼中子吸收材料性能的影响

采用粉末冶金工艺制备的铝基碳化硼中子吸收板,经过400℃、8 000 h长期加热处理后,观察了热老化处理后样品表面状态,测试了厚度、密度、力学性能、B4C质量分数、10B同位素含量、10B面密度及微观组织,并与热老化处理前进行了对比,热老化处理后样品表面没有出现裂纹、气孔、鼓泡等现象,抗拉强度、延伸率略有增加,其他各项性能指标与热老化处理前几乎无变化。

CT球管用旋转阳极靶的研究进展

旋转阳极靶作为CT球管X射线的产生源,是CT球管国产化的一个关键部件。本文主要介绍了CT球管用旋转阳极靶的国内外研究现状,并结合当前CT球管国产化的迫切需求对国内旋转阳极靶产业的发展进行了展望。

变形量对大规格钼棒组织和性能的影响

采用快速液压锻造工艺制备直径85 mm以上的大规格钼棒,通过拉伸力学性能测试、硬度测试、金相测试等分析手段,研究了变形量对大规格钼棒组织和力学性能的影响。结果表明:大规格钼棒经快锻变形加工后性能得到提升,随着变形量的增大,钼棒的密度、硬度和室温力学性能逐渐增加。当锻造变形量为80%时,钼棒的相对密度达到99.9%以上,硬度达到220 HV10,室温抗拉强度达到595 MPa,断后伸长率达到22%。

锻造钼棒缺陷及检测方法的研究

本文详细介绍了锻造钼棒常见缺陷的典型特征、分布形态以及缺陷产生的原因,并对消除缺陷的防范措施和缺陷检测方法进行了系统研究。结果表明,低倍分析可以发现锻造钼棒粗晶及晶粒组织不均、心部疏松等缺陷,利用超声波无损检测技术可以对锻造钼棒内部缺陷进行定量、定位,分析了点状、线状等典型缺陷的特征波形,同时对试样进行解剖、金相观察,建立起超声检测波形与缺陷类型的对应关系,为获得高性能无缺陷的钼棒提供有效保证。

Mo42Re合金焊接工艺研究

采用氩弧焊和真空电子束两种焊接方法对Mo42Re合金进行焊接试验,通过氦质谱检漏、光学显微镜、SEM及力学性能等分析手段,讨论分析两种焊接方法下的Mo42Re合金焊接特性、微观组织、力学性能以及断口特征。结果表明:氩弧焊焊缝较宽、焊接深度较浅,同时焊缝内部组织结构中存在明显气孔缺陷;电子束焊缝热影响区较窄、焊接深度较大,并且无明显气孔缺陷。真空电子束焊接Mo42Re合金获得的接头室温和1200℃高温抗拉强度分别为720 MPa、280 MPa,达到了母材的65.4%、77.7%,焊接接头性能优良。

变形量对锻造钨棒组织及力学性能的影响

采用粉末冶金和摔模锻造方法制备大尺寸纯钨棒材,详细研究了不同变形量对锻造钨棒室温、高温组织及力学性能的影响,掌握了钨棒变形过程中组织及性能的演变规律,为高质量锻造钨棒生产提供参考借鉴。结果表明:随着变形量的增加,由于致密化和形变强化、细晶强化等多重因素影响,钨棒室温抗拉强度逐渐增大,密度、硬度等呈先快速上升后逐步平缓的趋势,室温断口由沿晶脆性断裂向沿晶脆性断裂+穿晶解理断裂的混合型方式转变;钨棒高温拉伸具有典型的颈缩现象,其抗拉强度和延伸率总体呈增大趋势,高温韧窝断裂完全转变温度降低,且断口韧窝尺寸相对较大。综合考虑显微组织、力学性能及成品率等因素,建议锻造钨棒变形量应达到60%以上。

W-4Re-0.27HfC合金的1500~1700℃拉伸蠕变性能及损伤机理

研究了粉末冶金制备的W-4Re-0.27Hf C合金的拉伸蠕变行为,测试环境为真空,蠕变温度为1500~1700℃,蠕变应力为40~60MPa。采用SEM、EBSD和TEM观察其微观组织,表征晶粒、位错等在蠕变过程中的演变规律。结果表明,W-4Re-0.27HfC合金的稳态蠕变速率范围为1×10^(-7)~5×10^(-6)s^(-1),较纯钨(W)低1~2个数量级。W-4Re-0.27HfC合金抗蠕变性能优于纯W主要原因是弥散分布的HfC颗粒钉扎位错和Re取代W原子产生晶格畸变阻碍位错运动,降低位错迁移率。蠕变温度为1500℃时,W-4Re-0.27HfC的蠕变机制以原子扩散和晶界滑动为主,伴随有位错滑移。随着温度升高,位错攀移成为主要蠕变机制。HfC颗粒塞积位错,导致HfC/基体界面结合变差,HfC颗粒剥落出现孔洞,合金蠕变性能下降。

纯钼、TZM和MHC合金棒材性能对比研究

采用粉末冶金工艺制备了纯钼、TZM和MHC合金棒材,通过拉伸力学性能测试、硬度测试、金相分析、电镜分析等手段对材料的显微组织、硬度、室温和1000℃高温力学性能进行了对比研究。结果表明:纯钼、TZM和MHC钼合金室温下抗拉强度分别为710、788、843 MPa,1000℃高温抗拉强度分别为223、423、499 MPa,钼合金的主要强化方式是固溶强化以及第二相碳化物TiC、ZrC和HfC强化。由于第二相碳化物HfC较TiC、ZrC熔点高、晶粒细小,因此MHC钼合金综合性能更为优异。

粉末粒度对发动机钼护板力学性能的影响

通过对由不同费氏粒度的钼粉粉末制备的钼护板,在工作时间60s的固体火箭地面发动机试车试验进行测试,通过对烧蚀结果的金相组织、力学性能测试、断口组织分析,获得了粉末粒度与钼护板力学性能的相关性。结果表明:对于工作时间60 s的固体火箭发动机中搭载使用的钼护板,随着原始粉末粒度的增大,抗烧蚀效果相应提高,力学性能表现也越好。

退火工艺对MHC钼合金板材组织和力学性能的影响

采用粉末冶金工艺制备了MHC钼合金板材,通过拉伸力学性能测试、硬度测试、金相分析等测试手段,研究了退火温度对MHC钼合金板材显微组织和力学性能的影响。结果表明：轧制后的MHC钼合金板材的纵向抗拉强度为1150 MPa,规定塑性延伸强度为1020 MPa,伸长率为10.5%,维氏硬度为352 HV10。MHC钼合金板材在1400℃开始发生再结晶,到1700℃发生了完全再结晶,其抗拉强度和硬度均随退火温度的升高而降低,在1300-1500℃范围内伸长率随退火温度的升高而升高,在1500-1700℃范围内伸长率随温度的升高而降低,在1500℃的伸长率最高,达到22.5%。

变形加工工艺对钼棒力学性能和显微组织的影响

详细介绍了粉末冶金钼棒的轧制、快锻、空气锤自由锻、精锻等变形加工工艺,研究了不同变形加工工艺对钼棒力学性能和显微组织的影响。结果表明,轧制和快锻工艺可以获得组织均匀、性能优异的钼棒;通过严格控制加热温度和道次变形量,空气锤自由锻工艺也可以制备组织均匀一致的钼棒;精锻由于其自身的特点,制备的钼棒表层和芯部组织性能差别较大,但适合生产较长规格的钼棒。