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1、第27卷第6期稀有金属2003年11月Vol.27№.6CHINESEJOURNALOFRAREMETALSNovember2003①钼铼合金的结构和性能13谭拴斌,郭让民,杨升红,张廷杰(西北有色金属研究院难熔所,陕西西安710016)摘要:总结了钼铼合金研究的最新进展。典型的钼铼合金成份主要有Mo41Re,Mo44.5Re和Mo47.5Re。钼铼合金坯锭的制备一般采用粉末冶金和真空熔炼的方法。当铼含量低于29%时,铼在钼中固溶形成体心立方结构的α相,钼的晶格常数降低。当铼含量高于29%时,形成Χ相和σ相。钼铼合金合金的熔点、热性能、电性能
2、介于纯钼和纯铼之间,铼可以提高钼的再结晶温度,降低其塑脆转变温度。铼既可以提高钼的强度,也可以大大改善其塑性。钼铼合金的加工硬化率介于纯钼和纯铼之间而靠近纯钼。关键词:钼铼合金;晶体结构;物理性能;机械性能;合金制备中图分类号:TG14614文献标识码:A文章编号:0258-7076(2003)06-0788-06[8]难熔金属钼不但具有优良的导热、导电、耐腐钼铼合金,随后Mannheim等对其加工硬化现象[9]蚀性能,而且具有低的热膨胀系数、较高的硬度、进行了研究。Todd等研究了各种钼铼合金的机[10]很好的高温强度,因而钼在电子工业、宇
3、航工业、械性能和组织状况。Bernd等将工作重点放在钼能源工业等领域有很广阔的用途。然而,纯金属钼铼合金的高温疲劳性能。因为铼价格的昂贵,邢英在常温时比较脆、加工性能差、焊接性能差、容易华等系统地研究了添加少量铼对钼组织性能的影[11～13]氧化、具有再结晶脆性等缺点,所有这都限制了纯响。金属钼的应用。加入一定量的合金元素如C,B,1钼铼合金的制备K,Si,Al,Re和稀土元素等都是改善金属钼脆性[1,2]的有效方法。其中,合金元素铼的作用最为突美国铼合金公司(RheniumAlloys,Inc.)生产出,铼元素的加入,不但可以改善钼的常温性
4、能、的钼铼合金,包括钼铼合金粉末、丝材、板材、管焊接性能,而且可以提高钼的高温性能。材和棒材。其成份主要有Mo41Re,Mo4415Re和[3]通常将铼对钼性能影响的原因总结为4点:Mo4715Re。但是因为铼价格昂贵,近年来很多研究(1)铼可以和钼形成MoReO4型化合物,它与MO2人员致力于含铼量低的合金。型化合物不同,不浸润晶界;(2)铼可以提高C和粉末冶金方法是制备钼铼合金坯锭最常用的O的溶解度,从而使碳化物、氧化物难以析出;(3)方法,其常用的制备路线如图1所示。首先将钼粉钼铼合金在低温变形时发生孪生变形,这一点不同和铼粉混合均匀,
5、再进行模压或者等静压,然后经于纯金属钼;(4)铼使钼的电子结构发生变化,降低过预结和大于2000℃的高温烧结就可以制出相对原子键的方向,降低堆垛层错能,提高剪切模量。密度为90%左右的钼铼合金。制备钼铼合金所用自从1955年发现Mo50Re合金比钼具有更好的钼粉纯度一般大于等于99.95%,铼粉纯度一般的塑性和强度以来,很多研究者对钼铼合金的组大于等于99.98%,这两种粉末的平均粒度一般小织性能、加工工艺进行了详细而深入的研究。在早于5μm。另一种制备钼铼合金的粉末冶金办法是[8,9]期的研究中,俄罗斯萨维茨基做出了重大的贡献,中温烧结,与
6、上法比较,这种方法的区别首先在其专著中提供了自己的研究成果。Davidson在于所用的原材料不同,其所用的材料为MO3和[4,5]等系统地研究了钼铼合金的弹性常数。近几年NH4ReO4,经过混合后,共还原制备出钼铼合金粉[6,7]来,Garin等用中温烧结的粉末冶金方法制备出末,然后经过压制、预结和1700℃的中温烧结而①收稿日期:2002-10-11;修订日期:2003-06-03作者简介:谭拴斌(1970-),男,硕士,高级工程师;研究方向:难熔金属及其数值模拟3通讯联系人(E2mail:s.b.tan@163.com)6期谭拴斌等钼铼合
7、金的结构和性能789[8]I243m,晶格常数为a=9.584。在钼铼合金中σ相和Χ相都是脆性的第二相,其对钼铼合金的加工性能有很坏的影响。本文所涉及的钼铼合金其图1钼铼合金的粉末冶金制备工艺中的铼含量一般在52%范围内。Fig.1SchemeforproducingMoRealloysbypowdermetallurgy在钼铼合金中随着铼含量的增加,其晶格常method[6]数发生相应的变化。Garin用中温烧结的粉末冶金方法研究了铼含量在87%范围内钼铼合金的晶制备出钼铼合金锭。用粉末冶金办法制备钼铼合格常数变化如图2所示。在平衡状态下,
8、室温时铼金工艺简单、成本低,但是锭子的杂质含量往往偏在钼中溶解度只有29%,在此范围内,钼铼合金是高,当铼含量较高时,合金锭也容易形成脆性的σα相,由该图可以看出,
