粉末冶金工艺制备TZM合金及其性能研究

本文研究了粉末冶金方法制备TZM合金的工艺,并对TZM合金进行表征。研究表明:通过本方法制备的TZM合金,力学性能可达到并超过美标ASTM B387性能要求,再结晶温度在1300℃以上。不同于上个世纪采用的真空高温熔炼工艺制备的TZM合金,通过粉末冶金方法制备的TZM合金,设备更简易,力学性能更优异。

TZM合金力学性能调控的研究进展

TZM合金具有熔点高、强度大、线膨胀系数小、耐蚀性强以及高温力学性能良好等特点,是应用最为广泛的钼合金之一,在许多领域具有不可替代的作用。本文从TZM合金的研究现状出发,在钼合金热加工成型与强化理论基础上,综述了TZM合金的制备方法、力学性能的调控方法、显微组织的调控以及研究的最新进展。介绍了调控策略,如改变掺杂和烧结工艺,合金元素和第二相调控。此外,还讨论了这些界面与TZM合金性能之间的关系。最后,结合强韧化机理对TZM合金的未来研究方向与开发进行了展望。

TZM合金的研究进展

TZM合金是目前广泛应用的高温钼合金,具有熔点高、抗蚀性强、力学性能优异等诸多优点。制备TZM合金主要有电弧熔炼和粉末冶金2种方法。通过固溶强化、第二相强化和形变强化,TZM合金的室温塑性和高温强度均大大优于纯钼。采用包埋渗法在TZM合金表面涂覆一层保护性涂层,可有效改善TZM合金的抗高温氧化能力。

钛基钎料钎焊石墨与TZM合金接头组织和性能研究

研究了钛基钎料钎焊石墨与TZM合金的钎焊组织。结果表明,使用钛合金箔为钎料能很好润湿石墨和TZM母材,通过界面反应和TLP扩散连接获得良好的钎焊组织。接头组织主要分为两层:Ti-TiC和Ti-Mo固溶体。热震循环试验证明接头再熔化温度高于1400℃,承受热应力而不失效。接头剪切强度为14.1 MPa。

钎焊工艺对钛钎焊石墨与TZM合金接头组织性能的影响

研究了钛合金真空钎焊石墨与TZM合金过程中，钎焊温度和时间对钎焊接头组织和性能的影响。结果表明，接头组织由Ti—TiC反应层和Ti—Mo固溶体层组成。在一定范围内，随温度和时间增加，钎缝层加厚。钎焊工艺参数优化后获得厚度为30-40μm的界面反应层，70～80μm的固溶体层，接头组织均匀，界面平整。抗剪强度达到14．1MPa和15．0MPa，再熔化温度高于1600℃的使用温度，能承受从室温到1600℃剧烈的热循环作用。

高温退火对TZM合金拉伸性能的影响

通过室温拉伸试验和组织断口形貌观察,研究了TZM合金在不同退火温度下的性能与组织变化现象。结果表明,随着退火温度升高,TZM合金抗拉强度下降,塑性增强。研究中观测到,材料基体存在较多的夹杂缺陷,不同退火温度使夹杂的尺寸发生变化是影响力学性能改变的主要因素。

TZM合金抗氧化性研究进展

介绍了TZM合金的高温氧化机理,抗氧化的防护方法,综述了几种高温抗氧化涂层的工艺及优缺点。

TZM合金与纯Mo性能对比研究

利用拉伸力学性能测试、硬度测试、OM、SEM及EDS等分析测试手段,研究了TZM合金和纯Mo的微观组织、室温与高温力学性能以及再结晶行为。结果表明:TZM合金比纯Mo具有更高的室温与高温强度;TZM合金的起始再结晶温度为1 350℃,终了再结晶温度为1 700℃,分别比纯Mo的起始再结晶温度与终了再结晶温度提高了500℃与450℃。TZM合金的强度与再结晶温度的提高主要归因于细小弥散分布的第二相TiC、ZrC。

TZM合金的组织及强化机理分析

采用粉末冶金法制备TZM合金,通过SEM和EDS检测手段观察其显微组织,并在此基础上分析TZM合金的三种强化,即固溶强化、第二相强化和形变强化的强化机理。

掺杂镧对TZM合金组织与性能的影响

采用粉末冶金法和轧制工艺制备了掺杂不同镧含量的TZM合金,研究了掺杂镧对不同状态TZM合金组织与力学性能的影响。结果表明:掺杂镧能显著细化TZM烧结坯的晶粒尺寸,La2O3掺杂量越多,细化效果越明显;掺杂镧可使TZM烧结坯的密度和硬度增大,显著提高TZM合金的强度和韧性,使其具有良好的力学性能。

粉末冶金TZM合金板材的性能及其影响因素

TZM合金是目前广泛应用、性能优良的工业钼合金。本文介绍了供热等静压机隔热屏及大功率陶瓷发射管专用,厚度为、0.5mm的粉末冶金TZM合金板材的室温及1000～1400℃下的机械性能,1100℃及1200℃时的持久性能,弯曲塑—脆转变温度,杯突性能及再结晶行为;简述了该板材的织构特征及其与机械性能的关系;文章还探讨了试样的状态及取向对材料性能的影响。

形变TZM合金的拉伸性能和断口组织

采用粉末冶金方法制备出TZM合金并进行热轧处理,测试不同变形量TZM合金的拉伸性能,分析显微组织和断口形貌。结果表明,TZM合金无论变形与否拉伸断裂均含有沿晶脆性断裂;TZM合金随变形量的增加,加工态纤维组织增多,力学性能增强,断裂表现为由沿晶脆性断裂、解理断裂和穿晶解理断裂向沿晶韧性断裂和准解理断裂转变;随变形量的增加,TZM合金的碳化物相分散均匀、弥散度提高,晶界结合力增强,从而TZM合金的力学性能得以提高。

等温锻造模具用TZM合金高温力学性能研究

采用粉末冶金法制备了TZM合金。研究了TZM合金的高温拉伸性能、高温断裂韧性以及高温持久性能。结果表明,当试验温度不低于1 100℃时,随着试验温度的提高,TZM合金拉伸强度降低,塑性增加,断裂机制为韧性断裂;试验温度为1 100℃时,随着加载应力的增加,TZM合金持久寿命逐渐降低;同样试验温度下,TZM合金高温断裂韧性良好。TZM合金较现有国产等温锻造模具材料的高温性能良好,可用作1 100℃甚至更高温度下的等温锻造模具材料。

TZM合金及其特性

介绍了TZM合金的制备方法、强化机理及其各种性能,如物理性能、力学性能、高温抗拉强度和延伸率、热性能和电性能等,同时也介绍了TZM合金目前的主要应用领域。

TZM合金的研究现状

TZM合金是目前广泛应用的一种高温钼合金,具有高熔点、抗腐蚀、力学性能优异等优点,被广泛应用于军工、航天和高温结构件等领域。目前TZM合金的制备方法主要有:电弧熔炼法和粉末冶金法。TZM合金的强化机理有:合金元素固溶强化、第二相强化、形变强化。本文还对TZM合金在性能方面的提高所做的研究进行了介绍,并对TZM合金的发展提出了看法。

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。

La_2O_3对TZM合金烧结坯组织与性能的影响

采用粉末冶金法制备TZM-La合金板坯,以Mo粉、TiH2、ZrH2、稀土氧化物La2O3和石墨粉为原料,钢模压制和1 900℃高温烧结。用扫描电镜和能谱分析研究第二相粒子对TZM-La板坯组织性能的影响。结果表明,添加La2O3后,板坯晶粒明显细化,致密度提高,韧性得到显著改善。

Cr对Mo-45Ni真空钎焊TZM合金接头性能的影响

根据实际工程需求,开发了能在1 300℃下服役的TZM合金专用钎料,并测试了该钎料在TZM合金表面的润湿性能,引入"基准润湿面积"的概念判断该钎料的润湿性,并探讨了钎料中Cr元素对钎料润湿性能、抗剪强度的影响规律.分析了钎焊接头的强化机理,探明了接头的抗剪强度随着Cr元素的加入先变大后变小,可为实际工程应用提供重要参考.结果表明,当钎料中Cr元素含量为3%(质量分数)时,钎料的润湿性最好,接头的抗剪强度达到135 MPa的最高值.

TZM合金板、棒材的研制和应用

简单叙述了TZM合金的加工方法、研制过程以及应用情况。TZM合金的加工方法常用的有两种:一种为真空电弧熔炼法;另一种为粉末冶金法。TZM合金是目前广泛应用的一种高温合金(主要在温度高于1 000℃的情况下使用),该合金具有熔点高,强度大,弹性模量高,膨胀系数小,蒸气压低,导电导热性好,抗蚀性强以及高温力学性能良好等特点,因而在很多领域得以广泛应用。为此,难熔金属加工厂及其科研院所的各有关研究者都在进行大量的研制工作,并取得了一定的成果,宝钛集团有限公司近年来采用以上几种工艺,已制造出不同规格的TZM合金板材和棒材达数十吨之多,并已提供给用户使用,效果良好。

TZM合金板料包角弯曲件弯曲力的数值模拟研究

在板料弯曲成形中,弯曲力直接影响着成形设备的选择,降低弯曲力可以有效减小成形设备的损耗。通过对温成形过程进行一定的简化假设,利用数值模拟软件对TZM合金板料包角弯曲件的温成形过程进行模拟,研究了弯曲力的变化规律,分析了毛坯开口深度、凸模倒角半径和圆角半径、摩擦系数等参数对温成形过程中的弯曲力的影响。结果表明:温成形过程中弯曲力在不同参数下的变化规律基本一致;开口缝、凸模倒角和凸模圆角只对最大弯曲力产生影响,而摩擦系数对整个成形过程中的弯曲力产生影响。弯曲力最大值与开口缝、凸模倒角和凸模圆角成反比,与摩擦系数成正比。