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1、HotWorkingTechnology2013,Vo1.42,No.4鈮基高強合金的微觀組織和力學(xué)性能王東輝,鄭欣,夏明星,白潤,蔡小梅,王峰,李中奎(西北有色金屬研究院,陜西西安710016)摘要:按預(yù)定成分制備Nb.Ta.W.Zr預(yù)合金坯條,經(jīng)二次真空電子束熔煉、大變形量鍛造開坯加工成合金棒材。用掃描電鏡、Olympus光學(xué)顯微鏡、萬能電子拉伸試驗機和真空高溫拉伸試驗機對該合金的微觀組織和力學(xué)性能進(jìn)行研究。結(jié)果表明:該合金是固溶強化和第二相沉淀強化共同作用的高強鈮合金,在1300℃仍有較高的強度和塑性。關(guān)鍵詞:鈮基高強合金;
2、固溶強化;彌散強化;碳化物;力學(xué)性能中圖分類號:TG146.4文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1001-3814(2013)04—0040-03MicrostructureandMechanicalPropertiesofHigh—strengthNiobiumAlloyWANGDonghui,ZHENGXin,XIAMingxing,BAIRun,CAIXiaomei,WANGFeng,LIZhongkui(NorthwestInstituteforNonferrousMetalResearch,Xi’an710016,China)Ab
3、stract:Nb-Ta-W-Zrpre-alloybilletwasprocessedaccordingtopredeterminedcomposition.Thealloybarswereobtainedbysecondaryvacuumelectronbeammeltinganddeformationforgingcogging.Byscanningelectronmicroscopy,olympusopticalmicroscope,universalelectronictensiletestingmachineandva
4、cuumhightemperaturetensiletestingmachine,themicrostructureandmechanicalpropertiesofthealloywerestudied.Theresultsshowthat:thehigh—strengthniobiumalloyisthecombinationoftheefectofsolidsolutionstrengtheningandsecondphaseprecipitationstrengthening,whichstillhashigllstren
5、gthandductilityat1300℃.Keywords:highstrengthNb—alloy;solidsolutionstrengthening;dispersionstrengthening;carbide;mechanicalproperties鈮合金是難熔金屬中密度最小的合金,具有高1.2~1.9%Zr)配制比合金粉末,并根據(jù)zr的成分在熔點、較高的高溫強度、良好的室溫加工性能、焊接預(yù)合金的燒結(jié)過程中加入適量C,通過調(diào)整過C系性和耐蝕性、無放射性的特點[】-2]。目前,廣泛應(yīng)用的數(shù),來控制燒結(jié)條中第二相的生成;
6、配好的粉末在三C.103、Nb521等都屬于中、低強鈮合金,這些合金已向型混料桶中混合20~24h,在200MPa的壓力下不能滿足航空航天高速發(fā)展對結(jié)構(gòu)材料耐高溫、耐冷等靜壓制成15mmxl5mmx400mm的坯條:最后沖刷、高塑性的要求。從高溫比強度、密度和塑一脆性以1800~2300℃的燒結(jié)溫度在真空燒結(jié)爐中燒結(jié),轉(zhuǎn)變溫度幾個方面來考慮,新型Nb.Ta.W.Zr高強鈮保溫時間4~5h。隨爐冷卻。合金是最有希望成為航天承載結(jié)構(gòu)件的備選材料。制備的Nb—Ta.W.Z卜C預(yù)合金條,經(jīng)過2次真合金化是難熔金屬的主要強化方法。加入合金空
7、電子束熔煉后.采用大變形量鍛造開坯將鑄錠加元素一般有三個目的:一是強化合金;二是提高合金工成thl3mm的實驗用棒材。的抗氧化性;三是改善合金的加工工藝性能【。新型采用JSM一6460掃描電鏡對第二相形貌、分布Nb.Ta—W—Zr高強鈮合金中添加元素主要起到了固進(jìn)行了觀察:采用OxfordINCAEnergy能譜儀對第溶強化和第二相彌散強化的作用。鑒于此,本文研二相成分進(jìn)行了測定;采用OlympusPMG3型光學(xué)究了Nb.Ta.W—Zr高溫合金強化方法及其微觀組織顯微鏡對棒材拉伸斷口進(jìn)行觀察;合金材料的室溫與力學(xué)性能。拉伸性能在I
8、nstron—l185萬能電子拉伸試驗機上測定:高溫力學(xué)性能測試系統(tǒng)試驗機用于測定材料在1實驗材料與方法1300℃的高溫拉伸性能。實驗按設(shè)計成分(25.5~27.5%Ta,9.5~12%W,2結(jié)果與討論收稿13期:2012—08—202.1合金材料