Zr-45Ti-5Al-3V合金電場(chǎng)輔助高溫壓縮處理工藝及組織性能.pdf

1、鋯合金是一種經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期考驗(yàn)過(guò)的抗核輻射優(yōu)質(zhì)材料，其膨脹系數(shù)小，中子吸收截面積小，結(jié)構(gòu)相對(duì)穩(wěn)定，是航天器關(guān)鍵部件所采用的重要材料。Zr-45Ti-5Al-3V合金具有優(yōu)異的綜合力學(xué)性能，是結(jié)構(gòu)材料領(lǐng)域發(fā)展較為迅速的合金之一。但該合金熔煉制備過(guò)程中容易導(dǎo)致組織性能不均勻，且均為α相和β相的混合組織（其中以α相為主），從而導(dǎo)致其強(qiáng)度高、延伸率低。本文對(duì)Zr-45Ti-5Al-3V合金進(jìn)行電場(chǎng)輔助高溫壓縮形變處理，并對(duì)處理后材料的組織性能進(jìn)行研究

2、。
　　運(yùn)用MARC有限元軟件，對(duì)Zr-45Ti-5Al-3V合金在1473K、1673K和1873K壓縮溫度下，電場(chǎng)輔助高溫壓縮形變處理工藝進(jìn)行熱、電、力三場(chǎng)耦合模擬，分析壓縮過(guò)程中材料的溫度場(chǎng)分布規(guī)律，并與試驗(yàn)所得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比。
　　對(duì)電場(chǎng)輔助高溫壓縮形變處理的合金圓柱體試樣的相和微觀組織進(jìn)行觀察分析，1473K和1673K溫度下處理后的合金試樣內(nèi)部組織為α相和β相的混合相；而1873K溫度下處理的合金試樣內(nèi)部除了含

3、有β相固溶體外還含有一種化合物 Zr5Ti和另一種氧化物ZrO，為β-Zr合金-Zr5Ti-ZrO復(fù)合材料；經(jīng)1473K和1673K高溫壓縮形變處理后材料在773K的抗拉強(qiáng)度及屈服強(qiáng)度明顯高于原始試樣，經(jīng)1473K高溫壓縮形變處理材料的抗拉強(qiáng)度可達(dá)到672.6MPa，延伸率高達(dá)33.5％。這說(shuō)明在1473K溫度下壓縮形變處理后的材料不僅具有較高的高溫抗拉強(qiáng)度，并且有著良好的延伸率，較原始材料具有更優(yōu)越的高溫拉伸力學(xué)性能。三個(gè)溫度處理材料