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不同退火温度对TZM合金组织的影响

不同退火温度对TZM合金组织有什么影响呢?

TZM合金在不同温度下进行退火处理后的显微组织示于图1。

从图1可以看出,样品组织受到了不同退火温度的影响。850℃样品金相组织局部晶界和晶内存在许多尺寸较小的夹杂,且分布均匀,表现为组织疏松。950℃样品在晶界存在尺寸较大夹杂孔洞,尺寸大约3μm,这是导致该温度下延伸率低的主要原因。1 150℃下退火样品金相图局部仍存在孔洞,但尺寸较小,组织相对致密,挤压后的纤维展开并宽化,内应力得到部分去除,表现为拉伸性能有所改善。

该TZM合金的再结晶温度约为1 200℃,从选择的处于再结晶温度之下的几个退火温度来看,图1a为回复初始阶段,温度低,TZM合金内部存在的夹杂等缺陷没有长大,表现出材质相对致密,而随着温度的升高,晶体内的各种缺陷长大,一些夹杂脱落,留下大的孔洞。温度继续升高,一些化合物又重新溶解到基体中。对组织中的夹杂进行成分分析得到,该杂质成分为碳硅等元素及其氧化物和钛、锆的碳化物,正是这些夹杂粒子和颗粒增强剂的存在使得合金的高温性能在得到了很大的提高,同时使得塑性下降。

tzm合金

图1 TZM合金退火显微组织

tzm合金

图2 夹杂尺寸与温度(a)和强度(b)的关系曲线

另外,从缺陷孔洞的尺寸大小与温度的关系看(图2a),在850~1 050℃范围内,随着温度的升高,组织中孔洞尺寸变大,当温度达到1 150℃时,尺寸变小,主要因为在低温下夹杂等缺陷在基体中长大,表现为显微组织存在孔洞,随着温度进一步升高,一些碳化物重新溶解到基体中。从夹杂尺寸与抗拉强度的关系曲线(图2b)看,随着夹杂尺寸的增加,抗拉强度减小,这与温度对抗拉强度的影响是一致的。

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