變形量和溫度對(duì)純鎢再結(jié)晶特性影響研究.pdf

1、鎢基材料被認(rèn)為是聚變反應(yīng)堆中面向等離子體材料（PFMs，如第一壁和偏濾器材料）的候選材料之一，其在高溫服役條件下，可能會(huì)發(fā)生回復(fù)、再結(jié)晶和晶粒長(zhǎng)大的現(xiàn)象而改變材料微觀組織，引起材料性能的退化，如強(qiáng)度降低和再結(jié)晶脆化。這不僅關(guān)系到材料使用壽命，還會(huì)影響到核聚變裝置的服役安全性。因此研究純鎢在高熱條件下的損傷行為，具有重要的科學(xué)價(jià)值和工程意義。本文主要利用較高溫度下等溫退火實(shí)驗(yàn)來(lái)等效模擬聚變堆中高溫服役條件，對(duì)純鎢在高溫下的機(jī)械性能和顯微組

2、織演變進(jìn)行了研究，并預(yù)測(cè)了其服役壽命。
　　通過(guò)對(duì)純鎢退火后的機(jī)械性能演變的研究表明，隨著變形量的增加，再結(jié)晶溫度會(huì)下降，50％、67％和90％（W50、W67和W90）軋制比純鎢表觀再結(jié)晶溫度點(diǎn)大約分別為1307℃、1130℃和1072℃左右。隨著變形量增大，回復(fù)驅(qū)動(dòng)力變大，回復(fù)動(dòng)力學(xué)系數(shù)也越大，回復(fù)階段硬度下降地也越快。等溫退火過(guò)程中，硬度呈單調(diào)下降，再結(jié)晶體積分?jǐn)?shù)單調(diào)上升，溫度越高變形量越大，再結(jié)晶過(guò)程也越快。用經(jīng)典JMAK

3、方程描述了上述變形純鎢的再結(jié)晶動(dòng)力學(xué)過(guò)程，并計(jì)算出W50、W67和W90表觀再結(jié)晶激活能Q為478KJ/mol，496KJ/mol和447KJ/mol，分別預(yù)測(cè)出W50、W67和W90在900℃時(shí)的使用壽命分別為172.7年、72.3年和8.5年，說(shuō)明W50的使用壽命更長(zhǎng)。
　　通過(guò)對(duì)純鎢在等溫退火條件下的顯微組織演變的研究表明，變形量一定時(shí)，退火溫度越高，再結(jié)晶晶粒尺寸越大;而退火溫度一定時(shí)，軋制量越大，再結(jié)晶晶粒尺寸越小。初始

4、軋制態(tài)組織的取向?qū)υ俳Y(jié)晶晶粒取向有很大影響，再結(jié)晶晶粒排布可以部分遺傳初始軋制晶粒排布的取向。原始晶粒的大小影響著再結(jié)晶晶粒組織大小，隨著軋制量的增加，原始軋制態(tài)平均晶粒尺寸減小，組織更加均勻，變形產(chǎn)生的位錯(cuò)增加，再結(jié)晶形核位點(diǎn)增加，再結(jié)晶晶粒增多，從而可以獲得細(xì)小的再結(jié)晶等軸晶組織。XRD表明W90軋制板材RD/ND面變形過(guò)程中形成強(qiáng)烈的(110)基面織構(gòu)，在1350℃等溫退火時(shí)，(110)基面織構(gòu)強(qiáng)度先減弱后增強(qiáng)，但總體來(lái)說(shuō)仍處于減