鉬鈦鋯合金制備方法及強化機理:一、組織及性能
鉬鈦鋯合金(TZM)是在鉬鈦合金基礎上加入鋯形成的多元系鉬合金,其化學成分為:鈦0.4% ~0.55%、鋯0.06%~0.08%、碳0.01%~0.04%,其余為鉬。TZM 合金的組織結構為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一步強化、再結晶溫度提 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性能均大為提高,如再結晶溫度較純鉬提高300 ℃左右,比強度則較純鎢高。在難熔金屬合金中,TZM 合金以強度高、導電導熱性能好、膨脹系數(shù)低、再結晶溫度高及較容易加工而著稱。加入 少量稀土元素的 TZM 合金有較高的再結晶溫度, 且再結晶時其延展性大為提高。
二、 應用領域
由于具有優(yōu)良的高溫強度、較高的再結晶溫度、良好的導熱性及抗腐蝕性,TZM 合金廣泛應用于航空航天等領域,如用作火箭噴嘴、噴管喉襯、配氣閥體、燃氣管道、電子管柵極材料,還可用于 X 射線旋轉陽極零件,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用技術已相當成熟,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,可使穿孔鋼管的內壁質量提高,使用壽命延長。
三、 制備方法及強化機理
工業(yè)上常用熔煉法和粉末冶金法生產 TZM 合金,主要產品為合金棒材、板材。TZM 合金的強化機理通常為:固溶強化、彌散強化及形變強化[8]。固溶強化和彌散強化是較為普遍的合金強化機制,但是 TZM 合金的強化機制主要為形變強化。TZM 合金通過形變而產生晶格畸變,位錯密度增加,并且產生二次晶粒,從而改變自身的力學性能,達到強化目的。