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元素錸Re對TZM鉬合金性能與組織的影響
發布人：上海艾荔艾金屬材料有限公司www.jshcn.cn
更新時間：2015-04-24
人們開發了多種鉬及其合金，例如TZC、TZM、MHC等，其中TZM(Titanium-Zirconium-Molybdenum Alloy)以其在高溫高壓下表現出的良好力學性能，成為目前使用最廣泛的鉬基合金。
?????? 金屬鉬因為具有優良的高溫強度、抗蠕變性能、低熱膨脹系數、好的導熱性能和耐腐蝕性能，在電子工業、宇航工業和能源工業中有很廣闊的用途。但鉬存在再結晶溫度低，脆性大及室溫強度低等缺陷，限制了鉬的應用領域。大量實驗證明，合金化是改善鉬性能重要方法之一。因此，人們開發了多種鉬及其合金，例如TZC、TZM、MHC等，其中TZM(Titanium-Zirconium-Molybdenum?Alloy)以其在高溫高壓下表現出的良好力學性能，成為目前使用最廣泛的鉬基合金。
TZM合金在惡劣條件下表現出來的優良力學性能，主要依靠TZM制備過程中利用特殊工藝使Ti和Zr的氧化物或碳化物形成彌散質點，對合金起到固溶強化和彌散強化的效果，從而使合金的高溫性能得到明顯提高。但TZM合金也存在一些明顯的不足之處，如室溫脆性和高溫抗氧化性改善不明顯。針對這樣的問題，各國研究者也都做了很多有益的嘗試。添加合金元素也是改善鉬脆性的有效方法，如C、B、K、Si、Al、Re和稀土元素等。其中合金元素Re以其顯示出的強大“錸效應”，加入后不但可以提高鉬的高溫性能，而且可以明顯改善鉬的室溫性能。但由于錸的價格昂貴，進一步研究Re微量添加下對鉬合金性能的改善，顯得尤為重要。本文通過借鑒前人的研究成果，采用粉末冶金的工藝制備TZM-Re合金，研究添加不同Re含量對TZM合金室溫力學性能、相組成和組織形貌的影響，并探究其影響機理。
按Mo-0.52TiH2-0.08ZrH2-0.03C成分比例配制TZM合金，并分別在TZM添加1%、3%、5%純錸粉，分別標記為TZM-1、TZM-3和TZM-5。粉末球磨4h后，壓制成φ28mm×40mm的坯體，按一定的燒結工藝，在氫氣保護氣氛下進行燒結，得到致密的燒結制品。
微量稀有金屬Re添加到TZM合金中后，Re與基體Mo發生固溶，形成具有一定韌性、結構致密的固溶體晶粒。在彎曲斷裂時，Mo-Re固溶體以穿晶斷裂為主，吸收了大量的斷裂能，有效改善了TZM合金的室溫韌性。對TZM合金而言，Re的引入抑制了Ti和Zr在Mo中的固溶，導致大量氣孔和第二相粒子富集在Mo-Re合金周圍，對其強度有不利影響。
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