金属铍热等静压时的动态回复和再结晶行为及其对延性的影响

利用EBSD系统分析热等静压铍晶界分布特征,同时制备无压烧结铍与之对比。发现热等静压铍部分晶粒内部含有十分密集的小晶粒和2°~5°小角晶界,小晶粒尺寸多在几百纳米范围。相反,无压烧结铍晶粒内部不含小晶粒且小角晶界十分稀少,这表明高层错金属铍热等静压时发生了动态回复和再结晶。金属铍热等静压时的动态再结晶行为十分独特,再结晶晶粒在晶内同时大量密集形成,却与基体呈特定取向关系,分别为29°<2110>/<0001>、59°<2110>、74°<2110>、78°<2311>/<1010>及88°<2110>/<1010>。这些取向按性质可分为两类,一类为铍的低Σ值重位点阵(CSL)晶界,一类取向轴为铍的滑移方向,其中59°<2110>和74°<2110>取向两者皆是。热等静压时铍粉末烧结体高效地回复和再结晶,获得优化的位错结构,是热等静压铍取得高延性的先决条件。提高热等静压温度,能够有效促进铍粉末烧结体的动态回复和再结晶,是提高热等静压延性的有效手段。

热等静压时BeO杂质形态和分布的演化过程

利用透射电子显微镜(TEM)和扫描电子显微镜(SEM)系统分析热等静压金属铍中BeO杂质形态和分布,研究热等静压时BeO杂质的演化过程。并通过研究BeO杂质在真空退火过程中的运动行为,确定致密化后的铍粉末烧结体热等静压时的BeO杂质迁移和长大过程。结果表明:热等静压时,铍粉末烧结体中BeO杂质最初保持铍粉表面BeO薄膜形态,随后BeO薄膜破碎,团聚成粒子,粒子尺寸在50~100 nm。由于冲击铍粉为单晶结构,破碎团聚后的BeO粒子主要弥散分布于晶界,但铍粉末烧结体致密化前铍的蒸发凝聚过程和扩散过程导致一些BeO粒子位于晶内。致密化后,继续热等静压,铍粉末烧结体晶内的BeO杂质将向晶界迁移,晶界的BeO杂质将向三晶界迁移,形成三晶界大的BeO杂质颗粒并伴有孔洞。伴随着迁移过程,BeO粒子逐渐聚集长大,三晶界处的BeO粒子尺寸通常>300 nm。因此,热等静压金属铍中BeO杂质沿晶界呈薄膜状分布是热等静压不足的表现,三晶界处出现大的BeO杂质颗粒并伴有孔洞是过热等静压的反应,晶内BeO杂质减少则标志着铍粉末烧结体进入过等静压阶段。热等静压时,当铍粉末烧结体发生晶粒长大,晶界将拖曳着BeO杂质一起运动。