退火温度对钼锆合金组织和力学性能的影响

采用粉末冶金法制备钼锆合金,研究了不同温度退火后钼锆合金的微观组织和力学性能变化。结果表明,钼锆合金的起始再结晶温度为1100℃,终了再结晶温度为1300℃;随着退火温度的升高,钼锆合金的硬度与抗拉强度降低,在1400℃退火,钼锆合金硬度和抗拉强度值最低,硬度为50.36 HRA、抗拉强度为420 MPa。

不同固-固掺杂工艺对氧化锆弥散强化钼合金性能的影响

以氧化锆作为添加剂,采用粉末冶金法分别在二氧化钼和钼粉中固-固掺杂制备出了氧化锆弥散强化钼合金。分析对比了合金金相组织及微观结构的差异,并测试了不同掺杂工艺制备出的钼锆合金的抗拉强度、硬度以及再结晶温度。试验表明:采用不同的固-固掺杂工艺制备出的钼锆合金在力学性能、加工性能以及再结晶温度方面存在一定差异。在二氧化钼中掺杂氧化锆制备的钼锆合金经过一定程度塑性加工之后硬度、抗拉强度更高,加工硬化现象更明显,加工至∅0.68 mm丝材的再结晶温度约为1400℃,比相同条件下在钼粉中添加氧化锆制备的钼锆合金再结晶温度提高约200℃左右,具备更好的高温力学性能。

新型口腔种植材料——钛、锆、钼合金生物学性能实验

钛、锆、钼三元合金是一种具有优越性能的新型金属口腔种植材料。主体是钛,为了提高其性能加入了5％的锆和2％的钼。为了评价钛、锆、钼三元合金的毒性和安全性进行了急性毒性试验、蓄积性毒性试验、对大白鼠骨髓细胞染色体畸变试验,热原试验,溶血试验及体外中国仓鼠卵巢细胞增殖试验六大项生物安全性测试。结果证实了钛、锆、钼三元合金无毒、不溶血、对细胞无毒性,无遗传突变活性,并且有良好的生物相容性。钛、锆、钼三元合金确实是一种具有许多优越性,安全可靠的新型金属口腔种植材料,具有广泛的应用前景。

新显色剂二溴硝基偶氮氯膦光度法测定钼钛锆铈合金中的铈

在0.08MH_2SO_4介质中,铈与二溴硝基偶氮氯膦形成1:3的配合物,于640nm处具有最大吸收,摩尔吸光系数达1.10×10~5,铈量在0～20μg/25ml范围内符合比尔定律。

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。

Ti-6Al-2Zr-1Mo-1V合金组织性能分析

为飞机用材国产化的需要,北京有色金属研究总院稀贵所研制了俄罗斯BT20(Ti-6Al-2Zr-1Mo-1V)合金,该合金是一种在500℃以下工作,板材与棒材共用的合金。它经真空自耗电弧炉熔炼、热锻、热轧、冷轧和退火,最后加工成棒材和板材。

钼钛锆合金材料特殊型腔的组合放电加工方法的研究

钼钛锆合金的耐高温和抗高温高速燃气冲刷等优点,使其被广泛应用为航天发动机控制模块的结构材料,但其高效精密加工一直是应用中的难题。因此,采用线切割及电火花(WEDM+EDM)组合放电加工的工艺,开展了钼钛锆材料固体发动机燃气阀特殊型腔加工的组合工艺研究。与传统切削加工相比,该方法具有加工精度高、表面质量好和具备加工复杂型腔的能力;与单一电火花加工相比,具有加工效率高、电极损耗小等优点。通过某型号固体发动机燃气阀的加工试验,采用组合工艺完成了燃气阀体的上下异形面型腔、阶梯异型孔、窄槽和异形盲孔等特殊型腔的高效高精度加工。

高熔点难加工材料的电火花深孔加工

电火花加工具有非接触性加工和可以加工导电材料的优点。然而,电火花加工放电频率高、加工间隙小、电磁干扰强,加工过程的稳定性较差。电火花加工深盲孔时,随着加工的深入和排屑能力的降低,间隙中累积的加工屑会越来越多,再结合其加工过程稳定性差的缺点,非常容易出现不可逆拉弧烧伤工件表面,因此,限制了电火花加工深孔的能力。针对熔点高、难切削材料,比如钼钛锆合金,研究了超前两步控制策略的双变量自适应控制系统,根据拉弧率自适应实时调整其中一个变量抬刀周期,根据放电率自适应实时调整间隙伺服电压。验证试验表明:由双变量自适应控制的电火花加工模具钢Cr_(12)Mo V的加工深度较传统电火花加工的加工深度提高了3.7倍以上;加工熔点2640℃的核工业特制钼钛锆合金可以稳定加工到设定的93mm,此时加工速度没有发生改变,而传统电火花加工几乎不能加工。由此可以看出双变量自适应控制电火花加工的强大加工能力。

电感耦合等离子体-原子发射光谱法测定TZM合金中Ti和Zr

建立了ICP-AES直接测定TZM合金中钛和锆的分析方法。采用基体匹配法消除基体干扰,对实验条件进行了优化。实验结果表明:回收率为96.33%—110.00%,RSD(n=5)均小于2.0%。本法简便、快速、准确度高。

Cu含量对SPS烧结TZM合金涂层组织及性能的影响

本研究采用放电等离子烧结(SPS)方法在以Ni箔为中间过渡的304不锈钢基体上制备了Cu含量在10%~30%(质量分数)的TZM(钛-锆-钼)合金涂层。利用扫描电镜(SEM)与能谱(EDS)仪分析了合金涂层组织;通过维氏硬度仪和激光导热仪对合金涂层的硬度及热扩散系数进行了表征;采用热震循环试验对合金涂层的热震稳定性能进行了测试;综合以上分析结果研究了Cu含量对SPS烧结TZM合金涂层的组织及性能影响。结果表明:TZM合金涂层由白色的Mo相与灰黑色的Cu相组成;随着Cu含量的增加,TZM合金涂层的硬度和热扩散系数随之增加;热震循环试验结果表明,造成TZM合金涂层热震循环试验失效的主要原因是由于涂层各部分热膨胀系数不一致所产生的应力超过了涂层与过渡层界面处的结合强度,而Cl-在结合界面处的点蚀作用对合金涂层的开裂、脱落起到了促进作用;结合摩擦磨损试验后的磨痕形貌及EDS选区分析结果,合金涂层磨损机制为疲劳磨损和磨粒磨损,且摩擦磨损过程中发生了氧化行为。Cu含量的提高有效改善了合金涂层的摩擦磨损性能。

石墨纤维在不同气氛下的高温热稳定性研究

将石墨纤维分别在氢气和氩气气氛下加热到900、1200、1500和1800℃保温4 h,测试石墨纤维在两种气氛下高温处理后的性能,用SEM和XRD观察和分析石墨纤维高温处理后的组织与形态。通过对比石墨纤维与钛锆钼(TZM)合金相应的性能,分析石墨纤维作为TZM合金增强体的可行性。结果表明,石墨纤维在氢气气氛下会被烧蚀而形成甲烷气体,在氩气气氛下则具有优良的热稳定性,即使长时间高温处理也不会使纤维微晶尺寸及组织发生较大变化,因此,石墨纤维可以用作TZM合金增强体。

钛基钎料高温钎焊TZM界面行为及热稳定性研究

采用Ti-8.5Si、Ti-33Cr和Ti-30V-3Mo钎料实现了钛锆钼(TZM)合金的高温真空钎焊连接,借助SEM、EDS及润湿性试验和抗剪试验等分析方法,研究了钛基钎料高温钎焊TZM及钎焊接头经高温热循环后的热稳定性。结果表明,Ti-8.5Si、Ti-33Cr在1520oC/6min的工艺条件下良好润湿TZM,润湿角分别为10o和9o,Ti-8.5Si钎料的铺展面积大于Ti-33Cr钎料的铺展面积,Ti-30V-3Mo钎料在1680oC/8 min的条件下在TZM板上的润湿角为5°。Ti-8.5Si/TZM接头界面形成(Ti, Mo)固溶体,钎缝中心由(Ti, Mo)固溶体和Ti5Si3相组成。Ti-33Cr/TZM接头界面形成(Ti,Mo)固溶体,钎缝中心由(βTi,Cr)固溶体和αTi+(αTi+αTi Cr2)共晶组成。Ti-30V-3Mo/TZM接头,钎缝区主要由(βTi, V)固溶体和αTi组成,界面区由Ti与Mo形成(Ti,Mo)固溶体。3种钎料钎焊TZM,均形成固溶体钎焊接头而实现钎料与TZM的冶金结合,钎焊接头强度分别为135.8 MPa(Ti-8.5Si)、132 MPa(Ti-33Cr)和131 MPa(Ti-30V-3Mo)。Ti-8.5Si/TZM、Ti-33Cr/TZM接头经过1200oC/60min没有观察到明显的晶间渗入和母材溶蚀,界面固溶体结合形式无变化。Ti-30V-3Mo/TZM接头经过1550oC/60 min热循环后,观察到1个晶粒深度的晶间腐蚀,没有明显的母材溶蚀现象,且界面依然保持固溶体结合形式。3种钛基钎料可实现TZM的高温钎焊,依靠界面固溶体实现冶金结合,经高温长时间热循环后钎焊接头组织性能稳定,发生晶间渗入敏感性低,为TZM的高温应用连接提供理论与试验指导。

TZM材料的热吸收率分析（英文）

钛锆钼合金(TZM)作为面对等离子体材料(PFM)将会继续在实验型先进超导托卡马克(EAST)中大量使用。利用深圳大学的电子枪设备分别对轧制态及锻造态的TZM进行了热吸收率的测试并对相关结果进行了分析。结果显示,轧制态及锻造态的TZM的热吸收率均在0.7左右,并且这个数值不会受到冷却效果及材料温度的影响而产生变化。这一结果将对判断TZM在使用中的安全性有巨大帮助,同时对EAST的远期升级及CFETR的建设都具有重要的参考价值。