Mo-Si合金室温及高温拉伸力学性能研究-论文.pdf

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1、第41卷第6期稀有金属材料与工程Vo1．41，No．62012笠6月RAREME1-ALMATERJALSANDENGINEERINGJune2012Mo．Si合金室温及高温拉伸力学性能研究林小辉L2，张国君，张纳纳陈迪春严富学(1．西安理工大学，陕西西安710048)(2．西北有色金属研究院，陕西西安710O16)摘要：采用粉末冶金技术制备了不同si含量(0，0．1，0-3wt％Si)的Mo—Si合金板材，并在25，300，800和1200℃下进行了静拉伸试验，研究了试验温度对Mo．Si合金板材力学

2、性能、断裂方式及微观组织的影响。结果表明：随试验温度升高，纯钼及Mo—Si合金板材强度明显下降，但延伸率以300℃为分界点呈现出先升后降的趋势。室温下Mo—Si合金的断裂方式为穿晶解理断裂，在300及800℃时主要为韧窝延性断裂，而1200℃时为沿晶断裂。对Mo．Si合金强化机制的分析表明，室温下的强化主要来源于弥散强化和固溶强化，而在高温时，固溶作用明显减弱，颗粒弥散和粗化晶粒为主要的强化手段。关键词：Mo．Si合金：高温拉伸；断口形貌；强化机制中图法分类号：TG146．412文献标识码：A文章编号

3、：1002—185X(2012)06—1021—05Mo．Si．B合金具有优异的高温强度及高温抗蠕变中的固溶度低到可以忽略，Morito等人J对Mo—B二性能，并且在高温下抗氧化性能优异，因此，近年来引元合金研究表明，室温下B在Mo中的固溶度大约为起了各国研究人员的广泛关注，是最有潜力取代镍基高0．2，在三元系合金中则更低，所以，B的固溶并温合金，成为下一代高温结构材料的最佳候选0】。通不是影响Mo．Si—B合金力学性能关键因素]，这样，常，Mo．SiB合金主要包含三相：固溶0[．Mo相，金属就可以通

4、过研究Si在Mo中的固溶来揭示Mo—Si．B合间化合物Mo5SiB2相(即T2相)和Mo3Si相，其中金中。【．Mo相的变形行为和断裂机制。Mo5SiB2相和Mo3Si相为Mo—Si—B合金提供了优异的本实验通过对不同Si含量的Mo．Si合金板材在室高温力学性能和高温抗氧化性能1，但这两相室温脆温和高温下进行静拉伸试验，研究Si含量和试验温度性极大。．Mo相是si和B在Mo中形成的固溶体，对Mo．Si合金板材强度、延展性及断裂方式的影响；具有优异的延展性，是Mo．Si—B合金中唯一可改善其并在断口附近

5、取样，在透射电子显微镜下观察了高温加工性能的延性相，尽管o【．Mo相对合金的抗氧化性变形后Mo—Si合金微观组织及位错组态的变化，研究能无益，但对Mo—Si．B合金的变形／断裂行为却有重要高温与拉应力共同作用对合金微观结构的影响。最后，影响，尤其是合金的高温变形受—Mo相变形和再结结合微观组织和力学性能的变化，对Mo．Si合金室温晶行为的影响，因此．Mo相是改善Mo一"si．B合金延及高温下的强化机制进行分析和讨论。展性及断裂韧性的重要组成相，这导致对Mo—SiB合1实验金的研究主要集中在富含o[．M

6、o相的三相合金上，并取得了许多研究结果l5]。但目前这些研究都主要是针本次实验采用粉末冶金+轧制工艺制备了纯钼、对含有．Mo、T2和Mo3Si相的三相合金进行的，对Mo一0．1wt％Si及Mo一0．3wt％Si合金板材(以下分别采单一口Mo相力学性能进行研究的还很少，因此还未用Mo、Mo一0．1Si及Mo．0．3Si表示1。实验所用钼粉能很好的揭示Mo—Si．B合金中．Mo相的变形和断裂纯度为99．96％(平均粒度3．3m)；硅粉纯度为机制。99．43％(粒度<47rtm)。将钼粉和硅粉按实验要求配目

7、前的研究结果表]，室温下si在Mo中可微比，在球磨机中混料48h。混合均匀的Mo—Si合金粉量固溶，且随着温度升高其固溶量逐渐增加，在1600末冷压成形，在氢气保护下，1900℃烧结6h得到烧℃可以达到3at％。而作为间隙原子的B室温下在Mo结坯。烧结坯经过多道热轧，最终得到厚度为2．5mm收稿日期：2011-06．01基金项目：国家自然科学基金(50801051，51171149)：教育部新世纪优秀人才支持计划项目fNCET-10—0876)资助作者简介：林小辉，男，1984年生，硕士，西北有色金属

8、研究院钼研究中心，陕西西安710016，电话：029—86259691·1022·稀有金属材料与工程第41卷的板材，变形量>80％。对采用以上方法制备的纯钼条件下，Mo0．1Si表现出比Mo．0．3Si更优异的屈服及Mo—Si合金板材分别在900和1050℃进行真空去强度和抗拉强度，但其延伸率在高温时则明显低于应力退火处理。Mo一0．3Si。文献指出Do]，钼的韧．脆转变温度在室温从真空退火后钼合金板材上取材加工拉伸试样进附近或略高于室温，因此，在300