鉬鈦鋯合金制備方法及強(qiáng)化機(jī)理:一、組織及性能
鉬鈦鋯合金(TZM)是在鉬鈦合金基礎(chǔ)上加入鋯形成的多元系鉬合金,其化學(xué)成分為:鈦0.4% ~0.55%、鋯0.06%~0.08%、碳0.01%~0.04%,其余為鉬。TZM 合金的組織結(jié)構(gòu)為α-Mo 固溶體基體上分布有塊狀的 MoC 和少量彌散的 TiC、ZrC。加入鋯不僅使合金得到進(jìn)一步強(qiáng)化、再結(jié)晶溫度提 高,而且增大了碳在鉬中的溶解度,使合金具有熱處理敏感性。少量合金元素的加入使鉬合金的室溫和高溫力學(xué)性能均大為提高,如再結(jié)晶溫度較純鉬提高300 ℃左右,比強(qiáng)度則較純鎢高。在難熔金屬合金中,TZM 合金以強(qiáng)度高、導(dǎo)電導(dǎo)熱性能好、膨脹系數(shù)低、再結(jié)晶溫度高及較容易加工而著稱。加入 少量稀土元素的 TZM 合金有較高的再結(jié)晶溫度, 且再結(jié)晶時其延展性大為提高。
二、 應(yīng)用領(lǐng)域
由于具有優(yōu)良的高溫強(qiáng)度、較高的再結(jié)晶溫度、良好的導(dǎo)熱性及抗腐蝕性,TZM 合金廣泛應(yīng)用于航空航天等領(lǐng)域,如用作火箭噴嘴、噴管喉襯、配氣閥體、燃?xì)夤艿?、電子管柵極材料,還可用于 X 射線旋轉(zhuǎn)陽極零件,壓鑄模具,高溫爐中的發(fā)熱體、隔熱屏等。國外 TZM 合金作為耐熱合金的應(yīng)用技術(shù)已相當(dāng)成熟,常被用于制造核能源的耐熱部件以及航天器的散熱面板等。TMZ 合金非常適合于用作不銹鋼熱穿孔頂頭,可使穿孔鋼管的內(nèi)壁質(zhì)量提高,使用壽命延長。
三、 制備方法及強(qiáng)化機(jī)理
工業(yè)上常用熔煉法和粉末冶金法生產(chǎn) TZM 合金,主要產(chǎn)品為合金棒材、板材。TZM 合金的強(qiáng)化機(jī)理通常為:固溶強(qiáng)化、彌散強(qiáng)化及形變強(qiáng)化[8]。固溶強(qiáng)化和彌散強(qiáng)化是較為普遍的合金強(qiáng)化機(jī)制,但是 TZM 合金的強(qiáng)化機(jī)制主要為形變強(qiáng)化。TZM 合金通過形變而產(chǎn)生晶格畸變,位錯密度增加,并且產(chǎn)生二次晶粒,從而改變自身的力學(xué)性能,達(dá)到強(qiáng)化目的。