粉末冶金鉬合金熱鍛的性能和顯微組織研究.pdf

1、Mo-Ti-Zr合金(Titanium-Zirconium-Molybdenum Alloy)具有高溫強度高、抗蝕性能強以及高的抗蠕變性能、高熱導率、低的熱膨脹系數(shù)等優(yōu)點而應用于電子、冶金、航空航天、原子反應堆等。傳統(tǒng)粉末冶金法制備的Mo-Ti-Zr合金由于具有一定的孔隙,使其強度和韌性大大降低,限制了Mo-Ti-Zr合金的應用范圍。圍繞提高粉末冶金Mo-Ti-Zr合金密度和性能,論文采用采用冷等靜壓和高溫燒結制備了Mo-Ti-Zr合金

2、棒材,對高溫燒結制備的Mo-Ti-Zr合金棒材進行高溫旋鍛形變強化處理,系統(tǒng)研究了燒結溫度、旋鍛溫度、變形量、旋鍛過程中的中間退火時間、退火溫度對Mo-Ti-Zr合金棒材力學性能和顯微組織的影響,探討了孔隙和第二相粒子對旋鍛Mo-Ti-Zr合金棒材的性能和顯微組織的影響機理,研究結果如下:
　　 (1)隨燒結溫度的升高,Mo-Ti-Zr合金棒材經(jīng)過高溫旋鍛后密度提高變小而硬度提高更加明顯,抗拉強度的提高變小。在1800℃燒結的M

3、o-Ti-Zr合金棒材經(jīng)過高溫旋鍛后性能最好,抗拉強度650Mpa,延伸率1.5％。隨燒結溫度的提高,Mo-Ti-Zr合金棒材旋鍛后大尺寸晶粒更容易產(chǎn)生合并長大而粗化,Mo-Ti-Zr合金棒材旋鍛后穿晶解理斷裂的比例增加。
　　 (2)Mo-Ti-Zr合金棒材在1200℃旋鍛的密度、硬度和抗拉強度比1400℃旋鍛要高。采用低碳鋼包套可以降低鍛造溫度,有效的避免Mo-Ti-Zr合金棒材晶粒的過分長大。隨斷面收縮率的增加,Mo-Ti

4、-Zr合金棒材的密度和硬度、強度逐步提高。斷面收縮率為27％時,Mo-Ti-Zr合金棒材密度為9.83g/cm3,硬度為HRB95,強度為648Mpa。Mo-Ti-Zr合金棒材燒結態(tài)斷口主要是沿晶脆性斷裂,斷面收縮率為27％時,斷口呈穿晶和沿晶混合型斷裂。
　　 (3)隨旋鍛過程中的中間退火時間的增加,Mo-Ti-Zr合金棒材的密度和硬度逐漸提高,中間退火時間在40min,Mo-Ti-Zr合金棒材抗拉強度達到最大值。當退火溫度低

5、于1000℃時,隨退火溫度的升高,Mo-Ti-Zr合金棒材硬度未出現(xiàn)急劇下降,抗拉強度和延伸率逐漸提高,在900℃退火,合金棒材抗拉強度達到669Mpa,延伸率達到3.1％,獲得良好的綜合力學性能。
　　 (4)Mo-Ti-Zr合金棒材孔隙消除機理主要是高溫使閉合之后的孔洞表面形成物理冶金結合與三向壓應力使各種微裂紋焊合。Mo-Ti-Zr合金棒材第二相粒子(Mo,Zr,Ti)xOy有利于細晶強化和彌散強化,但同時因其與鉬晶粒的界