ZrB2摻雜鉬合金的力學(xué)性能及其回復(fù)與再結(jié)晶過(guò)程研究.pdf

1、本文采用粉末冶金技術(shù)制備了純鉬及不同ZrB2含量的鉬合金棒材。并分別對(duì)純鉬及鉬合金進(jìn)行不同溫度(800℃、900℃、1000℃、1100℃、1200℃、1300℃、1400℃、1500℃)保溫1小時(shí)的退火處理，分析了退火處理工藝對(duì)鉬合金顯微組織及硬度的影響，確定了ZrB2摻雜鉬合金的去應(yīng)力退火工藝。對(duì)去應(yīng)力退火試樣進(jìn)行了室溫拉伸及含缺口三點(diǎn)彎曲試驗(yàn)，分別測(cè)試了純鉬及鉬合金的強(qiáng)度及韌度，采用掃描電子顯微鏡觀察了拉伸及三點(diǎn)彎曲斷口形貌，分析

2、了斷裂模式。通過(guò)對(duì)鉬合金微觀組織及力學(xué)性能研究，分析和討論了鉬合金室溫強(qiáng)韌化機(jī)制，理論分離計(jì)算了細(xì)晶強(qiáng)化、顆粒強(qiáng)化、化學(xué)強(qiáng)化等各自對(duì)鉬合金強(qiáng)度的貢獻(xiàn)值。還研究了1100℃不同時(shí)間(15min、30min、1h、2h、4h、8h)退火處理后鉬合金的微觀組織、拉伸強(qiáng)度及塑性的變化規(guī)律，分析了ZrB2摻雜鉬合金的回復(fù)和再結(jié)晶過(guò)程。
　　 ZrB2的摻雜會(huì)引起鋁合金的物相組成發(fā)生了變化，熱力學(xué)計(jì)算證明了高溫條件下ZrB2與Mo及殘余氧元

3、素之間存在化學(xué)反應(yīng)。透射電子顯微鏡觀察發(fā)現(xiàn)了ZrB2摻雜鉬合金中存在亞微米級(jí)與微米級(jí)球狀或橢球狀顆粒，及少量納米級(jí)球狀顆粒，這些第二相顆粒主要是：ZrO2、ZrB2及微量ZrB12、ZrB51和Zr。對(duì)純鉬及鉬合金微觀組織形貌觀察發(fā)現(xiàn)，ZrB2摻雜鋁合金晶粒尺寸不但明顯小于純鉬，且隨著ZrB2摻雜量的增加，晶粒尺寸愈加細(xì)小；同時(shí)提高了鉬合金的再結(jié)晶溫度。力學(xué)性能研究發(fā)現(xiàn)ZrB2的摻雜提高了鉬合金的強(qiáng)度，且隨著摻雜ZrB2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加

4、，鋁合金的強(qiáng)度呈上升趨勢(shì)，但塑性略有下降；拉伸斷口由純鉬的解理斷口轉(zhuǎn)變?yōu)殂f合金的韌窩斷口。ZrB2的摻雜還明顯提高了鉬合金的斷裂韌度，尤其ZrB2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.5wt％和3.5wt％時(shí)韌度提高明顯，約為純鉬的3倍。
　　 系統(tǒng)研究了鉬合金的強(qiáng)韌化機(jī)制，其研究結(jié)果表明鉬合金的強(qiáng)化機(jī)制主要來(lái)源于細(xì)晶強(qiáng)化、顆粒彌散強(qiáng)化和化學(xué)強(qiáng)化，其中當(dāng)ZrB2摻雜質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于2.5wt％時(shí)以細(xì)晶強(qiáng)化為主，大于2.5wt％時(shí)以化學(xué)強(qiáng)化為主。韌化機(jī)制主