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镧对TZC合金室温机械性的影响

镧(La)对TZC合金室温机械性能有什么影响呢?

图1是TZC合金的室温压缩性能与镧(La)含量的关系曲线,从中可以看出,随镧(La)含量的增加,极限抗压强度增加,而相对压缩率在大约0.5%镧(La)处有一极大值,超过0.5%镧(La),相对压编率出现下降的趋势。

tzc合金

图1室温压缩性能与La含量的关系

室温拉伸试验结果基本与室温压缩试验结果一致,图2为合金室温拉伸断口的扫描电镜形貌像,从中可看出,没有加镧(La)的TZC合金很脆,拉伸时产生几乎100%的沿晶断口,而加镧(La)适量的合金,其脆性得到很大程度的改善,断口处呈现穿晶和沿晶的混合状态。冲击试验的结果也表明,适量的镧(La)可以降低PM-TZC合金的DBTT,并提高冲击韧性而含镧(La)量过高反而提高DBTT。

tzc合金

图2 室温拉伸断口的扫描电镜照片
(a)TZC-0(0.00%La)x2500,(b)TZC-9(0.65%La)x2500,

图3是三种合金冲击韧性与冲击温度的关系曲线,无镧(La)合金的DBTT约为320℃,含0.38%镧(La)TZC合金的DBTT约为270℃,而含0.68%镧(La)合金的DBTT约为370℃。

tzc合金

图3 冲击韧性与冲击温度的关系

从上述结果中可以得出,无镧(La)的PM-TZC合金在室温存在严重的脆性;适t的镧(La)可使TZC合金的脆性得到改善,但镧(La)量过高又使脆性重现。

无镧(La)合金的室温脆性主要是碳和氧在晶界处的大量偏聚造成的,这种原子态杂质偏聚使晶界处结合力降低,在受到外力作用时,裂纹在晶界处形核并沿晶界扩展,导致沿晶脆性断裂。

镧(La)的加人使碳和氧的晶界偏聚降低,增强了晶界结合力,使裂纹扩展路径部分地转移到晶粒内部,产生穿晶和沿晶的混合断裂,增加了韧性。但镧(La)量过高,沿晶界分布的第二相粒子过多,又重新使合金出现脆性。

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