放电等离子体烧结工艺制备W-10Ta合金的力学性能和晶粒长大动力学研究

试验采用放电等离子体烧结(SPS)工艺,在烧结温度1600~1900℃、保温0~15 min下制备了W-10Ta合金,分析了材料的组织、性能及晶粒长大动力学。结果表明:钨和钽在烧结过程中形成了单相W-Ta固溶体,且随着烧结温度和保温时间的增加,W-10Ta合金的衍射角向低角度偏移。W-10Ta合金的断裂方式为穿晶断裂和沿晶断裂组合而成的脆性断裂。随着烧结温度和保温时间的增加,W-10Ta合金的致密度和剪切强度增加。在低温(1600~1700℃)下,W-10Ta合金的晶粒尺寸变化不大,在高温(1800~1900℃)下,W-10Ta合金的晶粒明显长大。此外,W-10Ta合金的晶粒长大系数为n=2,晶粒长大主要以晶界扩散为主。在保温时间5 min、10 min、15 min下,W-10Ta合金晶粒生长的活化能分别为359.26 kJ/mol,378.65 kJ/mol和373.76 kJ/mol。