铌基高强合金的微观组织和力学性能.pdf

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1、HotWorkingTechnology2013，Vo1．42，No．4铌基高强合金的微观组织和力学性能王东辉，郑欣，夏明星，白润，蔡小梅，王峰，李中奎(西北有色金属研究院，陕西西安710016)摘要：按预定成分制备Nb．Ta．W．Zr预合金坯条，经二次真空电子束熔炼、大变形量锻造开坯加工成合金棒材。用扫描电镜、Olympus光学显微镜、万能电子拉伸试验机和真空高温拉伸试验机对该合金的微观组织和力学性能进行研究。结果表明：该合金是固溶强化和第二相沉淀强化共同作用的高强铌合金，在1300℃仍有较高的强度和塑性。关键词：铌基高强合金；

2、固溶强化；弥散强化；碳化物；力学性能中图分类号：TG146．4文献标识码：A文章编号：1001-3814(2013)04—0040-03MicrostructureandMechanicalPropertiesofHigh—strengthNiobiumAlloyWANGDonghui，ZHENGXin，XIAMingxing，BAIRun，CAIXiaomei，WANGFeng，LIZhongkui(NorthwestInstituteforNonferrousMetalResearch，Xi’an710016，China)Ab

3、stract：Nb-Ta-W-Zrpre-alloybilletwasprocessedaccordingtopredeterminedcomposition．Thealloybarswereobtainedbysecondaryvacuumelectronbeammeltinganddeformationforgingcogging．Byscanningelectronmicroscopy，olympusopticalmicroscope，universalelectronictensiletestingmachineandva

4、cuumhightemperaturetensiletestingmachine，themicrostructureandmechanicalpropertiesofthealloywerestudied．Theresultsshowthat：thehigh—strengthniobiumalloyisthecombinationoftheefectofsolidsolutionstrengtheningandsecondphaseprecipitationstrengthening，whichstillhashigllstren

5、gthandductilityat1300℃．Keywords：highstrengthNb—alloy；solidsolutionstrengthening；dispersionstrengthening；carbide；mechanicalproperties铌合金是难熔金属中密度最小的合金，具有高1．2～1．9％Zr)配制比合金粉末，并根据zr的成分在熔点、较高的高温强度、良好的室温加工性能、焊接预合金的烧结过程中加入适量C，通过调整过C系性和耐蚀性、无放射性的特点[】-2]。目前，广泛应用的数，来控制烧结条中第二相的生成；

6、配好的粉末在三C．103、Nb521等都属于中、低强铌合金，这些合金已向型混料桶中混合20~24h，在200MPa的压力下不能满足航空航天高速发展对结构材料耐高温、耐冷等静压制成15mmxl5mmx400mm的坯条：最后冲刷、高塑性的要求。从高温比强度、密度和塑一脆性以1800～2300℃的烧结温度在真空烧结炉中烧结，转变温度几个方面来考虑，新型Nb．Ta．W．Zr高强铌保温时间4～5h。随炉冷却。合金是最有希望成为航天承载结构件的备选材料。制备的Nb—Ta．W．Z卜C预合金条，经过2次真合金化是难熔金属的主要强化方法。加入合金空

7、电子束熔炼后．采用大变形量锻造开坯将铸锭加元素一般有三个目的：一是强化合金；二是提高合金工成thl3mm的实验用棒材。的抗氧化性；三是改善合金的加工工艺性能【。新型采用JSM一6460扫描电镜对第二相形貌、分布Nb．Ta—W—Zr高强铌合金中添加元素主要起到了固进行了观察：采用OxfordINCAEnergy能谱仪对第溶强化和第二相弥散强化的作用。鉴于此，本文研二相成分进行了测定；采用OlympusPMG3型光学究了Nb．Ta．W—Zr高温合金强化方法及其微观组织显微镜对棒材拉伸断口进行观察；合金材料的室温与力学性能。拉伸性能在I

8、nstron—l185万能电子拉伸试验机上测定：高温力学性能测试系统试验机用于测定材料在1实验材料与方法1300℃的高温拉伸性能。实验按设计成分(25．5～27．5％Ta，9．5～12％W，2结果与讨论收稿13期：2012—08—202．1合金材料