稀土鉬合金的研發(fā)

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鉬是一種難熔稀有金屬(熔點(diǎn)為2620℃),其膨脹系數(shù)小、電導(dǎo)率大、熱導(dǎo)性能好,且常溫和高溫強(qiáng)度均很高。鉬及其合金在冶金、農(nóng)業(yè)、電氣、化工、環(huán)保和宇航等重要部門有著良好的應(yīng)用前景,是國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中不可缺少的重要戰(zhàn)略物資。雖然鉬具有優(yōu)良的高溫性能,但在室溫附近卻表現(xiàn)出嚴(yán)重的脆性,以致在加工及使用過程中易出現(xiàn)脆性斷裂。鉬及鉬合金的低溫脆性和較差的高溫抗氧化能力,限制了其作為結(jié)構(gòu)材料的應(yīng)用范圍。因此,必須進(jìn)一步研究開發(fā)性能優(yōu)異的新型鉬合金。

　　研究表明,在純鉬或鉬合金中添加適量的稀土氧化物,可制備出稀土鉬合金。當(dāng)鉬中加入稀土元素后,一方面稀土元素在晶界和晶內(nèi)形成彌散分布的質(zhì)點(diǎn),從而提高材料的塑性;另一方面,間隙雜質(zhì)碳和氧在晶界的偏聚現(xiàn)象減輕,從而改善合金的低溫脆性并降低塑-脆轉(zhuǎn)變溫度。稀土鉬合金的添加劑主要有Y2O3、La2O3、Nd2O3、Sm2O3、Gd2O3等稀土元素氧化物,其加入量通常為1%左右,粒度控制在亞微米級(jí)范圍。在鉬中加入一定的稀土氧化物,可使其再結(jié)晶溫度提高400～500℃左右,且對(duì)提高鉬的室溫抗拉強(qiáng)度、高溫抗下垂性能也有特別明顯的作用。稀土氧化物對(duì)改善鉬抗下垂性能作用大小的排序依次為:La2O3>Sm2O3>Nd2O3>Gd2O3>Y2O3;對(duì)改善鉬高溫拉伸性能作用大小的排序依次為:La2O3>Nd2O3>Sm2O3>Gd2O3>Y2O3。稀土鉬合金具有韌性好、耐高溫的特點(diǎn),尤其是液-液摻雜氧化鑭對(duì)鉬合金的性能改善效果最佳。加入氧化鑭可顯著增大燒結(jié)鉬坯的抗彎強(qiáng)度和彎曲角:最高抗彎強(qiáng)度可達(dá)到930MPa,比燒結(jié)純鉬坯提高52%;彎曲角從純鉬坯的5°提高到15.3°。經(jīng)30%鍛造變形后,燒結(jié)稀土鉬坯的抗彎強(qiáng)度大幅度提高。 


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