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钼镧合金料舟

什么是钼镧合金料舟

钼元素在元素周期表中位于第VIB 族,为高熔点高强度金属,弹性模量高,膨胀系数小导电导热性能优良,是高温合金理想的基体材料。在钼粉中添加适量的稀土元素,经过粉末冶金、压力加工方法制取的稀土钼板具有良好的高温力学性能和工艺性能,作为舟皿、隔热屏、高温结构件等,广泛应用于高温炉、电子元器件、发热体及钢铁冶炼等行业。

制备钼粉需要选用高温合金的料舟作为载体,并能在高温、变载荷的苛刻环境中长期工作。国内生产的钼粉载体大多采用镍基高温合金料舟,由于其中的低熔点金属会在高温环境下逐渐析出渗入钼粉,致使高纯钼粉的杂质元素含量难以控制。

此外,镍基高温合金料舟强度低、易变形,导致钼粉生产的设备故障率较高。针对这一难题,世界顶尖难熔金属企 PLANSEE、HC.STARK 使用18管炉生产高纯钼粉,选用钼舟作为载体。钼舟 (深 65 mm,宽 88 mm) 头尾相顶依次穿过炉管,钼舟内的 MoO2粉在 1000 ℃左右的高温环境中与氢气发生还原反应生成杂质元素含量极低的高纯钼粉。由于上述钼舟制备技术在国内尚属空白,借助当前已有添加稀土元素制备钼合金的理论基础和加工技术,采用在钼粉中掺杂稀土元素镧的方法制备出钼镧合金板,并首次完成了钼镧料舟的成功制备。

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在其制备过程中发现弥散分布于钼烧结坯中的 La2O3经交叉轧制后,一方面形成了沿纵向及横向分布的处于分段状态的{001}<110>、{110}<100>、{111}<110> 3 种板织构,阻碍了晶粒长大,从而提高了再结晶温度;形成了沿板材定向二维分布的弥散质点,阻碍了高温下晶界沿纵向及横向的移动,从而减少了纵、横向力学性能的差异,利于钼镧合金板的冲压成型;

冲压钼舟前对 2.8 mm 厚 Mo-1.0%La2O3合金板及冲压模具进行加热至关重要,550 ℃是此规格钼镧合金板产生冲压最大变形率的最佳加热温度。

钼镧合金料舟承受长期变温变载荷后的断裂是由于空位迁移与滑移面上的位错滑移所导致韧窝撕裂,提高了材料的服役寿命,其机制为变形不均匀的蠕变断裂,具有典型的塑性变形特征。

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