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元素铼Re对TZM钼合金性能与组织的影响
发布人：上海艾荔艾金属材料有限公司www.shailiai.com
更新时间：2015-04-24
人们开发了多种钼及其合金，例如TZC、TZM、MHC等，其中TZM(Titanium-Zirconium-Molybdenum Alloy)以其在高温高压下表现出的良好力学性能，成为目前使用最广泛的钼基合金。
金属钼因为具有优良的高温强度、抗蠕变性能、低热膨胀系数、好的导热性能和耐腐蚀性能，在电子工业、宇航工业和能源工业中有很广阔的用途。但钼存在再结晶温度低，脆性大及室温强度低等缺陷，限制了钼的应用领域。大量实验证明，合金化是改善钼性能重要方法之一。因此，人们开发了多种钼及其合金，例如TZC、TZM、MHC等，其中TZM(Titanium-Zirconium-Molybdenum Alloy)以其在高温高压下表现出的良好力学性能，成为目前使用最广泛的钼基合金。
TZM合金在恶劣条件下表现出来的优良力学性能，主要依靠TZM制备过程中利用特殊工艺使Ti和Zr的氧化物或碳化物形成弥散质点，对合金起到固溶强化和弥散强化的效果，从而使合金的高温性能得到明显提高。但TZM合金也存在一些明显的不足之处，如室温脆性和高温抗氧化性改善不明显。针对这样的问题，各国研究者也都做了很多有益的尝试。添加合金元素也是改善钼脆性的有效方法，如C、B、K、Si、Al、Re和稀土元素等。其中合金元素Re以其显示出的强大“铼效应”，加入后不但可以提高钼的高温性能，而且可以明显改善钼的室温性能。但由于铼的价格昂贵，进一步研究Re微量添加下对钼合金性能的改善，显得尤为重要。本文通过借鉴前人的研究成果，采用粉末冶金的工艺制备TZM-Re合金，研究添加不同Re含量对TZM合金室温力学性能、相组成和组织形貌的影响，并探究其影响机理。
按Mo-0.52TiH2-0.08ZrH2-0.03C成分比例配制TZM合金，并分别在TZM添加1%、3%、5%纯铼粉，分别标记为TZM-1、TZM-3和TZM-5。粉末球磨4h后，压制成φ28mm×40mm的坯体，按一定的烧结工艺，在氢气保护气氛下进行烧结，得到致密的烧结制品。
微量稀有金属Re添加到TZM合金中后，Re与基体Mo发生固溶，形成具有一定韧性、结构致密的固溶体晶粒。在弯曲断裂时，Mo-Re固溶体以穿晶断裂为主，吸收了大量的断裂能，有效改善了TZM合金的室温韧性。对TZM合金而言，Re的引入抑制了Ti和Zr在Mo中的固溶，导致大量气孔和第二相粒子富集在Mo-Re合金周围，对其强度有不利影响。
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