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TZM合金形變強化

TZM合金如何進行形變強化?

形變強化無論是對純鉬金屬還是TZM鉬合金,都是一種重要的強化手段。TZM鉬合金經過形變強化後,不但強度、塑性改善,同時延性-脆性轉變溫度也降低。表1給出了TZM鉬合金形變強化前後的性能資料。可以看到,無論在室溫還是高溫,形變後TZM鉬合金的拉伸強度明顯提高。

形變強化的目的,是通過形變來使合金的晶格產生畸變,位元錯密度增加,以及產生二次晶粒等,從而使合金的力學性能發生改變。形變強化的手段較多,例如鍛造、擠壓、熱軋等。在採取強化手段時,應根據產品的形狀和要求採取不同的強化方式。

表1 TZM合金形變強化前後的拉伸強度

材料

試驗溫度/℃

室 溫

1 300 1 400 1 500

形變前

534.1 142.1 107.8 83.3

形變後

790.9 245.0 174.4 117.6

在製備TZM合金棒材時,常用的形變強化方法是熱擠壓。擠壓後,合金沿擠壓方向和垂直擠壓方向的性能會有所差異。因為在擠壓時,強制性、非軸向的應力使合金組織發生劇烈變形,使體心立方結構的鉬晶的<110>幾乎平行擠壓軸方向。因此,合金沿擠壓軸方向表現出延性,在垂直擠壓方向則呈現出脆性。

文獻報導了TZM鉬合金在1 200℃以上進行熱軋後,合金的屈服強度明顯增加,但延伸率並沒降低。通過SEM、EBSD、TEM對合金顯微組織的觀察、分析,發現在合金經熱軋後形成了一種亞結構組織,這種亞結構組織的晶粒(即二次晶粒)在500nm左右(如圖1所示)。二次晶粒的存在,從某種程度上說細化了晶粒,同時熱軋也使合金內的位元錯密度增加,因而提高了合金強度。

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