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。

稀土氧化物强化钨铼合金的制备与力学性能研究

采用快速热压烧结技术制备稀土氧化物掺杂钨铼合金,对比研究添加不同种类稀土氧化物对钨铼合金微观组织和力学性能的影响,并分析讨论其强化机理。结果表明:稀土氧化物不仅能提高钨铼合金的相对密度和强度,还能减小钨铼合金的晶粒尺寸。在3种稀土氧化物中,氧化钇的强化效果最明显。W-3%Re-0.8%Y_(2)O_(3)(质量分数,下同)的相对密度为95.5%,硬度为412.5 HV1,变形量到50%时压缩强度为3158 MPa,对比合金基体(W-3%Re),分别提高了3.1%、49.0%和24.0%。另外,W-3%Re-0.8%Y_(2)O_(3)的平均晶粒尺寸仅为5.8μm,比合金基体降低了约63.6%。

变形量对钨铼合金物理性能的影响

钨铼合金材料具有良好的室温韧性和耐高温性能,在真空电子器件领域有着广泛的应用前景。采用粉末冶金及高温轧制工艺制备了对数应变分别为0.75、1.10、1.47、2.36的钨铼合金板坯,研究了不同变形量下钨铼合金的物理性能的差异。结果表明,随着变形量的增加,钨铼合金的相对密度与维氏硬度都呈现出先快速上升后趋于平缓的趋势。变形量的增加会提高钨铼合金的导热性能。变形量为0时,钨铼合金的室温导热系数约为35 W/(m·K);而对数应变为2.36时,其室温导热系数升至40 W/(m·K)。同时钨铼合金的导热性能与温度的变化关系呈现出与纯钨相反的趋势,钨铼合金的导热系数随着温度的升高而增加。

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。

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。

钨铼合金超声导波传感器设计

针对固体火箭航空发动机试车时燃烧室内测温需求,选取恰当的温度敏感元件材料,采用高熔点的钨铼合金波导杆作为温度敏感元件,通过对材料的物理特性、超声传播理论的分析,选用长1 m,直径1 mm,区节长度43 mm的钨铼波导杆作为超声温度传感器敏感元件。在超声激励信号频率为250 kHz,数据采集卡频率为40 MHz的条件下设计超声测温系统。通过实验室标定,验证测试系统的可靠性,测试得到20℃~1800℃的特征信号,通过互相关算法计算得到不同温度下的时延值,将时延值与温度进行曲线拟合,得到温度和时延值的关系式,1000℃以上,每100℃的时延值变化范围可达197 ns。

W-5Re-xHfC钨铼合金的微观组织与力学性能

为了提高W-5Re合金的室温强塑性,通过在W-5Re合金中添加HfC研制出高强塑性的W-5Re-x HfC钨铼合金。W-5Re-x HfC合金由W(Re)固溶体相和弥散分布的HfC相组成。当HfC添加量为2%时,在细晶强化和弥散强化的共同作用下,W-5Re-2HfC合金的强塑性达到最佳,其屈服强度为737 MPa、抗压强度为1 908 MPa、塑性断裂应变为31.9%。

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。

美国铼合金公司简介

美国铼合金公司成立于1966年,当时,只是粉末冶金铼精细丝生产商,目前已发展成为具有多种产品的公司,包括铼粉、钨铼和钼铼合金产品,参见下表.

钨铼合金制备方法和高温力学性能的研究进展

高性能W-Re-ThO2,W-Re-HfC系钨铼合金的制备和性能研究会促进其在电子、核能、航天和测温技术等领域的应用。详细归纳了W-Re-ThO2和W-Re-HfC两种钨铼合金采用的工艺路线和工艺参数,总结了两种合金在不同成分和加工状态下时的高温力学性能,最后探讨了铼效应对钨铼合金高温性能影响的规律。钨合金的研究目前在向细化、纯化和强韧化方向发展,粉末冶金法是制备钨铼合金合适的工艺路线,因此开展第二相粒子强化的钨铼合金组织和性能的研究是非常重要的研究内容和方向。

化学气相沉积钨铼合金工艺研究

以ReF6、WF6及H2为原料,用化学气相沉积法,成功地在铜基体表面沉积出钨铼合金。试验分析表明:合金成分均匀,且可由反应气体配比控制,随ReF6增加,合金中铼含量增加;沉积层组织和形貌随沉积温度升高或反应气体中ReF6的增加,由致密的柱状晶发展为杂乱的树枝晶;沉积层结构随ReF6的增加由单一固溶体向固溶体+金属间化合物+铼单质发展。

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。