热轧温度对低密度Nb-Ti-Al-V-Zr-C合金性能的影响.pdf

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1、第41卷第6期稀有金属材料与工程Vo1．41．NO．62Ol2年6月RAREMET：ALMATERIALSANDENGINEER1NGJune2Ol2热轧温度对低密度Nb．Ti—AI．V_Zr-C合金性能的影响蔡小梅，郑欣，李中奎，白润，王峰，王东辉，夏明星(西北有色金属研究院，陕西西安710016)摘要：对经挤压开坯的一种低密度铌合金分别在1000，1100，1200℃下进行了热轧，并利用光学显微镜、扫描电镜和场发射透射显微镜对试样的组织形貌进行了表征；对合金的室温和高温拉伸强度、延伸率进行了测试。结果表明：在1200和1100℃温度下热轧时，合金均

2、具有优良的室温和高温性能，室温强度在600MPa以上，室温塑性大于12％，高温下的强度在80MPa以上，高温塑性大于30％，且随轧制温度升高，抗拉强度降低，塑性增大；而在1000℃下热轧时，室温和高温力学性能均较低，且室温拉伸断口表现为脆性断裂。关键词：低密度铌合金；热轧；力学性能；微观组织中图法分类号：TG335．52文献标识码：A文章编号：1002—185x(2o12)06—1094—03难熔金属铌合金的密度不仅与镍合金相当，而且具热轧板材经过打磨、酸洗，直至表面无氧化皮和有较高的熔点，高温强度高，加工性能好，能制成薄板裂纹，经电火花线切割加工成标

3、准力学拉伸试样，在和外形复杂的零件。因此得到了材料研究工作者的极大INSTRON1185型室温拉伸机和3000℃超高温力学性关注[1～1。目前，国内已大量使用并规模化生产的铌合能测试系统上分别进行室温和高温拉伸试验。采用奥林金有C一103(Nb一1OHf-1Ti一0．7Zr)和Nb521(Nb一5W-巴斯PMG3卧式金相显微镜观察合金的微观显微组织。2Mo—lZr)，并已用于高温发动机的燃烧室身部、喷管延用TecnaiF30G场发射电子透射显微镜和JSM一6460钨伸段、航天飞机蒙皮等零部件。这两种合金的使用温度灯丝扫描电子显微镜观察合金的显微形貌。均

4、可达1400oC，但这两种合金的密度较大>8．82结果和讨论g／cm1，无法满足我国正在设计的冲压发动机减重的要求。根据铌合金强化机理，在铌金属中添加Ti、Al和2．1热轧板材的微观组织v及zr合金元素对其进行固溶强化可制备出一种新型图1是在1200，1100，1000℃不同温度热轧3mm铌合金材料；这种合金具有较低的密度(p<6_3g／cm)、厚的板材经过相同900℃退火处理后的表面和微观优良的高温和室温性能，能够旋压成型，可以作为航天显微组织照片。由图1a可知，合金热轧后表面质量良器在1000～1200℃范围内使用的高温结构材料。本实好，没有宏观裂

5、纹产生，说明在12001000℃范围验研究了不同热轧工艺下的低密度铌合金的显微组织内热轧是合适的。由图1b，1C，ld可看，经过退火和力学性能，以期为同类系合金的轧制工艺优化提供参后合金板材都已完全再结晶，且晶粒内部有黑色粒状考，从而达到提高轧制效率和节约制造成本的目的。物分布。图2为合金在1100℃热轧后板材的透射电镜照片及其显微组织的能谱成分分析。从图2a，2b可1实验看出，组织中有第二相和亚晶界出现，同时，由图2c，将纯铌、海绵钛及铝钒中间合金和锆箔压成电极2d的成分分析可知，第二相颗粒中的c和Ti含量较后经过三次真空电弧炉熔炼得到成分如表1所示

6、的合高，说明第二相为一种含C和Tj元素较高的化合物。金铸锭，合金锭的密度为6．Olg／cm。铸锭经挤压开坯，挤压工艺为：1150℃保温1h，挤压比为5：1。挤表1合金的化学成分压开坯后，在550轧机上进行热轧，试样的加热在箱Table1Chemicalcompositionofthealloy(∞，％)式电阻炉中进行，热轧温度分别为1200，1100，1000NbTiA1VZrCBa1．37．55．04．50．50．O5℃，相同变形量下轧制。收稿日期：2011-06—15作者简介：蔡小梅，女，1978年生，硕士，工程师，西北有色金属研究院新材料研究所，

7、陕西西安710016，电话：029—86231082稀有金属材料与工程第41卷的运动起阻碍运动，并且晶界处容易产生溶质原子和低，且室温拉伸断口表现为脆性断裂。杂质原子的富集，在较低温度下轧制变形时，由于晶界的存在，使得相邻晶体中的滑移面和滑移方向没有参考文献References趋于大体一致或晶界处的富集物没有扩散完全，从而[1】DimidukDM，SubramanianPR，MendirattaMGAeta使得在室温变形时对位错的滑移产生较大的阻力，最MetallurgicaSinica[J]，1995，8(4)：519终导致试样的断裂。[2】Leon

8、ardKJ，MishurdaJC，VasudevanVK．MaterTran[J]，2000．