工業(yè)純鎢的組織與韌性研究.pdf

1、本研究通過對粗晶鎢試樣（起始態(tài)）進(jìn)行4道次ECAP變形，制得ECAP變形態(tài)鎢試樣;通過對變形態(tài)試樣進(jìn)行應(yīng)變量分別為50、69％、75％和94％的軋制變形，制備出具有不同應(yīng)變量的軋制態(tài)試樣;將軋制態(tài)試樣進(jìn)行1330℃×2h不完全再結(jié)晶退火，制得相應(yīng)的退火態(tài)試樣。檢測了不同制備態(tài)純鎢試樣的顯微硬度和沖擊斷裂韌性，并在微觀組織表征基礎(chǔ)上，揭示了材料的微觀組織演化行為及其對力學(xué)性能的影響。研究結(jié)果表明:(1)與初始態(tài)的塊體粗晶鎢比較，ECAP變

2、形態(tài)試樣的顯微硬度提高了約14％，達(dá)到了473HV;沖擊斷裂韌性提高了約5.4％，達(dá)到10KJ/m2。而隨著軋制應(yīng)變量的增加，軋制態(tài)純鎢試樣的顯微硬度和沖擊斷裂韌性均呈線性增加。隨著材料制備過程引入的變形量的增大，晶粒的細(xì)化、材料的致密度及位錯密度逐步增加，以及非平衡大角度晶界所占比例增加和單個位錯胞內(nèi)部形成大量的Y形位錯使裂紋擴(kuò)展抗力增加等共同因素的作用，是導(dǎo)致上述不同制備態(tài)鎢試樣硬度和沖擊斷裂韌性變化的主要原因。(2)與不同應(yīng)變量的

3、軋制態(tài)試樣比較，相應(yīng)的再結(jié)晶退火態(tài)試樣的顯微硬度和沖擊韌性均出現(xiàn)了明顯的下降趨勢，平均降幅分別達(dá)到30％和25％。斷口形貌分析表明，微觀斷裂機制從解理斷裂向晶間斷裂的轉(zhuǎn)變，是導(dǎo)致再結(jié)晶退火態(tài)鎢試樣韌性明顯降低的主要原因。(3)三維原子探針(APT)檢測結(jié)果顯示了P、Si等雜質(zhì)元素原子在再結(jié)晶退火態(tài)試樣晶界周圍明顯的偏聚行為。這樣的偏聚行為降低了晶界結(jié)合能和裂紋沿晶界擴(kuò)展的抗力，從而導(dǎo)致晶界脆化。這被認(rèn)為是導(dǎo)致上述微觀斷裂機制轉(zhuǎn)變，從而引