基于多向壓縮工藝的純鎢組織及性能研究.pdf

1、鎢因具有獨特的物理性能、良好的化學穩(wěn)定性能及優(yōu)異的高溫強熱性，被廣泛地應用于航空航天和核能領域。粉末燒結制備的材料普遍存在晶粒粗大、組織疏松以及孔隙多等缺陷。大塑性變形工藝具有強烈致密組織和細化晶粒的能力，能夠達到有效降低組織缺陷的目的。其中多向壓縮工藝(MDC)由于操作過程簡單、成本低，是目前有望直接應用于大批量制備塊體細晶材料的一種典型大塑性變形方法。通過大塑性變形工藝致密和細化組織，實現(xiàn)高性能鎢材的制備過程，對今后鎢的工業(yè)化應用具

2、有重要意義。
　　為此，本文基于變形強化機制理論，采用高溫條件下MDC工藝對燒結態(tài)純鎢材料進行不同變形參數(shù)（單次壓下量、變形道次）的實驗研究。通過光學金相顯微觀察、XRD分析和EBSD分析手段對變形過程中晶粒細化機制和微觀結構演變規(guī)律進行深入地探討，結合顯微硬度測試對變形組織的強韌化效果進行驗證。結果表明:單次變形量為50％的一道次MDC變形對純鎢具有明顯的致密和細化作用，顯微硬度值提高明顯。變形過程中鎢晶體以(110)面的滑移變

3、形為主，同時進行(211)面的孿生變形。變形組織內部位錯密度、微觀應變及大、小角度晶界數(shù)量提高明顯，并且晶界分布有從小角度晶界向大角度晶界轉變的趨勢。分析認為MDC變形過程中晶粒細化過程與晶界的轉化現(xiàn)象有關，隨著MDC變形的進行，初始大尺寸晶粒受變形應變的誘發(fā)，晶粒內部位錯發(fā)生增殖、密度增大，而小角度晶界的本質是位錯，晶體滑移的發(fā)生使得小角度晶界（位錯）會相遇纏結，堆積畸變到一定程度時便形成取向差較大的新晶界，完成晶界取向差的轉化。新晶

4、界的產生表明細小晶粒的生成，組織得到了細化，達到了變形強化純鎢組織的目的。
　　對變形前后材料的熱膨脹性能和熱擴散性能進行不同溫度區(qū)間的測試，結合材料熱學性能的物理基礎知識，分析組織變化對純鎢材料熱學性能的影響。最后利用差示掃描量熱技術對變形組織的再結晶行為進行初步的測定分析。分析發(fā)現(xiàn)，變形后材料在高溫環(huán)境中表現(xiàn)更好的熱擴散性能，而材料的熱膨脹性能有所增加。相比初始樣，變形后的材料在高溫條件下氧化現(xiàn)象極大減少，表現(xiàn)出更加優(yōu)越的高溫