添加氧化镧对钼铼合金组织性能的影响

采用粉末冶金技术在钼铼合金中添加氧化镧制备了ODS-Mo-14Re,通过EBSD、XRD、维氏硬度计、电子万能试验机对氧化镧添加前后钼合金管材的显微结构、室温与高温力学性能进行了分析。结果表明,适量氧化镧的添加可以对钼铼合金起到很好的细晶强化与弥散强化作用;添加0.3%(质量分数)氧化镧使得钼铼合金的平均晶粒尺寸由22.6μm降低至7μm;氧化镧作为细小弥散的第二相添加在钼铼合金中,使晶粒内部位错密度增多,位错相互缠结,运动被阻碍,从而使钼铼合金的强度及塑性明显提升,弥散强化效果显著。室温和高温(1 300℃)拉伸时,Mo-14Re的抗拉强度为725.8、195.3 MPa,而ODS-Mo-14Re的抗拉强度达780.9、226.4 MPa,分别提升了7.6%和15.9%,表明氧化镧的添加使钼铼合金的室温以及高温力学性能得到明显提高。

钼铼合金表面MoSi2涂层制备及其结构性能

采用包埋渗法在钼铼合金基体上制备MoSi2涂层,探讨包埋渗工艺条件对涂层厚度的影响,通过X射线衍射、扫描电镜等手段研究所制备涂层的理化特性。研究结果表明:渗剂中氟化钠活化剂的用量、热处理温度及保温时间对涂层厚度具有显著影响。当渗剂中硅粉、氟化钠、氧化铝的重量比为30∶5∶65,热处理温度为1 000℃,保温时间为2 h时,所制备得到的涂层均匀性较好,涂层厚度约25μm。

钼铼合金加工制备及焊接性能研究进展

主要论述了钼铼合金的加工制备方式及焊接方式对钼铼合金焊缝质量的影响。焊缝质量与钼铼合金的铼含量密切相关,经过分析对比发现:随着铼含量的增加,钼铼合金的加工难度随之降低,其焊接处的焊缝质量随之提升;铼含量较低时,焊缝的质量较差;在焊缝处渗碳,可有效改善低铼钼铼合金的焊缝质量。

核反应堆用钼铼合金结构材料研究进展

难熔金属钼具有熔点高、高温力学性能优异、导热性良好等特点,加之其良好的抗辐照肿胀能力及与液态金属的相容性,使其成为第四代高温核裂变反应堆、聚变堆等先进核反应堆重要的候选材料,用以满足高温、强腐蚀、大剂量辐照等苛刻环境下结构件的制备需求。但金属钼具有本征室温脆性、加工难和焊接性能差等缺点,严重限制了其应用推广。在金属钼中加入铼元素,形成“铼效应”,不仅可以显著改善钼的室温塑性和加工性能,降低塑-脆转变温度,而且还能提升材料焊接性能和抗蠕变性能,已经成为先进核反应堆结构材料的研究热点。本文从钼铼合金的成分设计、材料制备、焊接性能及核环境应用评价研究四个方面总结了国内外近年来的研究进展,分析了钼铼合金在先进反应堆工程应用中存在的问题,以期为高性能钼铼合金结构材料的开发提供参考。

热管反应堆用钼铼合金的研究进展

热管反应堆是一种采用热管将堆芯产生的热量传导至反应堆二回路或热电转换装置的新型固态反应堆,具有设计结构紧凑、固有安全性高、运行特性简单等特点,在星表能源、深海探测和陆基电源等新兴领域具有广阔应用前景,因而成为目前国内外重点研发的新型反应堆之一。钼铼合金是在金属钼中添加元素铼形成的一种二元固溶体合金,铼元素独特的“铼效应”使钼铼合金在兼具钼合金优异高温力学性能的同时,还具备其他钼合金不具有的良好低温加工性能。同时,钼铼合金在高温下与UO_(2)、UN、UC等核燃料以及热管传热工质碱金属Li、Na、K等都具有良好的相容性,并且铼元素还是一种较好的谱移吸收体材料,可有效降低反应堆发生事故时的临界风险,因而成为国内外众多热管反应堆尤其是高温空间热管反应堆堆芯的设计材料。本文对热管反应堆用钼铼合金的研究现状及进展进行了归纳总结与梳理,包括钼铼合金的成分及相结构、钼铼合金的制造加工工艺、钼铼合金的热物理性能和力学性能等堆外性能,并对钼铼合金中子学特性、辐照性能、与燃料及热管传热工质的相容性等堆内应用性能研究现状进行了介绍。最后对钼铼合金未来的研究方向进行了展望,以期为钼铼合金的研发和工程应用提供参考。

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。

粉末冶金方法制备钼铼合金的研究

钼铼合金具有优良的塑性、焊接、抗辐射等性能,在航天、核能等高科技领域有广泛的应用。详细介绍了钼铼合金的粉末冶金方法制备工艺、不同铼含量的钼铼合金性能及其它元素对钼铼合金的性能影响等,同时还介绍了钼铼合金的应用前景。

钼铼合金的结构和性能

总结了钼铼合金研究的最新进展。典型的钼铼合金成份主要有Mo41Re ,Mo44 .5Re和Mo47.5Re。钼铼合金坯锭的制备一般采用粉末冶金和真空熔炼的方法。当铼含量低于 2 9%时 ,铼在钼中固溶形成体心立方结构的α相 ,钼的晶格常数降低。当铼含量高于 2 9%时 ,形成Χ相和σ相。钼铼合金合金的熔点、热性能、电性能介于纯钼和纯铼之间 ,铼可以提高钼的再结晶温度 ,降低其塑脆转变温度。铼既可以提高钼的强度 ,也可以大大改善其塑性。

钼铼合金在空间核电源中的应用性能研究进展

钼(Mo)中加入铼(Re)可显著改善钼的低温脆性进而提高其加工性能及焊接性能,提高强度的同时仍保持良好的塑性。Re元素含量为14%左右时,Mo-Re合金延伸率接近40%,加工性能最好,而同时存在一定的Re元素固溶强化作用。在1550 K以下温度,Mo-Re合金与UO 2的相容性较好。在1300 K以下时,Mo-Re合金与UN的相容性较好。在1800 K以下时,Mo-Re合金与碱金属Li、Na、K的相容性均较好。钼铼合金与核燃料及碱金属冷却剂均具有良好的相容性,且Re元素是一种较好的谱移吸收体材料,可有效降低反应堆临界事故风险。钼铼合金是空间核电源中最佳反应堆芯结构材料。本文对钼铼合金的研究状况进行总结,为国内相关空间核反应堆电源系统设计选材和研究提供参考。

钼铼合金带材的组织和性能

选用熔炼的钼铼合金经过锻造、热拉、冷拉和轧制的方法制备钼铼合金带材 ,其规格为 0 .3mm宽 0 .0 3mm厚 ,对其组织和性能进行了研究。结果表明 :加工态的拉断力是再结晶状态的 2 .5倍左右 ,为 2 4.8N ;而延伸率只是再结晶状态的 1/3 ,为 3 .1%;随着退火温度的提高 ,钼铼合金的的拉断力直线降低 ,但延伸率在 172 3K ,3 0min退火后却最高 ,金相结果表明 172 3K退火的钼铼合金带材发生了明显的再结晶。钼铼合金加工态拉伸时其断口表现为准解理断裂 ,退火后断口表现为明显的韧窝状。铼元素加入钼中 ,可以提高晶粒和晶粒之间的结合力 ,使得钼铼合金在拉伸下有很好的延伸率。同时钼铼合金在室温变形时 ,也容易发生孪晶变形 。

交叉轧制及退火对钼铼合金箔材深冲性能的影响

采用交叉轧制获得钼铼合金箔材,为了对比也进行了单向轧制,对成品箔材进行了消应力退火及再结晶退火,对各状态样品进行了金相检验、杯突检验及织构分析,结果表明交叉轧制加再结晶退火可获得最佳的深冲性能。原因是不形成织构及晶界强度提高。

钼铼合金铸锭热加工方式的研究

电子束悬浮熔炼钼铼合金的铸锭晶粒粗大,致使热加工性能变差,通过对锻造过程和轧制过程两种开坯方式的受力状态分析,认为锻造开坯产生的拉应力垂直晶界是导致沿晶开裂的主要原因。基于以上研究提出了第一道次平行铸锭轴向喂料热轧开坯的工艺方法,在轧制过程中材料产生剪切滑移变形,此时钼铼合金铸锭滑移面与晶界成一定夹角,不产生垂直晶界的拉应力,避免了拉应力作用下的沿晶开裂,获得了优质热轧板。

汽车无损检测X射线源钼铼合金零件加工技术研究

在汽车领域中X射线无损检测是应用比较广泛的技术,阴极固定件是X射线源的关键零件,材料为钼铼合金。针对目前阴极固定件加工质量低、成本高和效率低等特点,首先研究钼铼合金的材料性能,然后根据钼铼合金材料特点,提出了采用真空热处理方法改善钼铼合金切削性能,并通过试验总结出了钼铼合金最佳真空热处理工艺参数。综合考虑加工经济性和加工质量,相比于硬质合金刀具、天然金刚石刀具和聚晶金刚石刀具等,金刚石厚膜刀具在加工钼铼合金方面具有明显优势,能够实现阴极固定件低成本精密加工。

电子束悬浮熔炼钼铼合金铸锭的热加工方法

电子束悬浮熔炼钼铼合金铸锭晶粒粗大,致使热加工性能变差,锻造过程出现开裂,文章分析了锻造过程材料的受力状态,认为是垂直晶界的拉应力导致沿晶开裂,据此提出了热轧开坯的工艺方法,且规定第1道次平行铸锭轴向喂料,轧制过程中材料产生剪切滑移变形,滑移面与晶界成一定夹角,不产生垂直晶界的拉应力,避免了拉应力作用下的沿晶开裂,获得优质热轧板。

钼铼合金板材研究

本文对低铼钼合金板材的加工工艺及合金性能进行了研究。用固液混料方法制取钼铢(Mo-Re)混合粉,用H_2烧结制取Mo-Re合金坯,采用煅造开坯、热轧、冷轧的加工工艺生产0.2mmMo-Re合金板材。M05Re合金抗张强度大于1500MPa,最大负荷为100kg时的杯突深度为0.2mm。钼铼合金的电阻率随铼含量增加有规律地增加。

钼铼合金对掉落临界安全的影响

发射阶段的掉落临界安全是空间快堆设计中的重点和难点。目前空间快堆保证掉落临界安全的常用手段之一是采用谱移材料兼作结构材料。钼铼(Mo-Re)合金因其优异的谱移性能和高温性能常用作空间快堆的谱移材料和结构材料。本文以美国Prometheus基本型堆芯方案为研究对象,采用MCNP程序计算并分析了不同Re含量的Mo-Re合金对掉落临界安全的影响及其机理。计算结果及分析表明:Re含量不同,反应堆掉落工况对临界安全影响也不同;能谱软化和Re含量增加引起的Re共振吸收增强是最严重掉落工况转变的主要因素。

钼铼合金焊接技术研究现状

钼铼合金是一种极具发展前景的材料,但钼铼合金对C,N,O敏感,呈现出高温易氧化的特点,焊接接头易形成气孔,生成脆性化合物,造成性能下降。因此,国内外学者对其焊接性进行了研究。综述钼铼合金的电子束焊、激光焊、电阻焊、摩擦焊和真空钎焊等在国内外的研究现状。对焊接中出现的问题进行分析与总结,并指出防止生成脆性相、气孔和裂纹是钼铼合金获得良好焊接接头的关键。

ODS强化钼铼合金的再结晶温度研究

对1%(质量分数)La2O3强化的锻造态Mo-14Re合金进行退火实验,退火温度为:1100℃、1300℃、1350℃和1500℃。通过室温拉伸、金相分析ODS强化Mo-14Re合金的再结晶行为。试验结果表明:1350℃左右为其完全再结晶温度,比未添加Re元素的轧制板材高200℃左右,且有更好的力学性能。

不同铼含量对钼铼合金性能影响研究概述

钼铼合金因其独特的“铼效应”能够显著改善纯钼的低温脆性,进而使其具有优异的低温加工性能、高温力学性能以及抗辐照性能等。本文总结了铼含量对钼铼合金性能的影响,包括钼铼合金的物理性能、加工性能、力学性能、抗辐照性能、腐蚀性能以及焊接性能;对钼铼合金的研究进行了展望,为未来工艺优化及核电系统的设计选材提供参考。