Ti、Zr元素對(duì)鉬合金組織和性能的影響

Ti、Zr元素對(duì)鉬合金組織和性能的影響Ti、Zr元素對(duì)鉬合金組織和性能的影響

摘要：鉬合金是一種重要的結(jié)構(gòu)材料，在許多領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。本文主要研究了添加Ti和Zr元素對(duì)鉬合金的組織和性能的影響。通過熱處理、掃描電鏡觀察和力學(xué)性能測試，研究表明Ti和Zr元素的添加可以顯著改善鉬合金的抗氧化性能和力學(xué)性能。此外，添加Ti和Zr元素還可以優(yōu)化鉬合金的晶界結(jié)構(gòu)，降低晶界的遷移模式。

一、引言

鉬合金是一種重要的結(jié)構(gòu)材料，具有高熔點(diǎn)、高強(qiáng)度、高硬度、抗腐蝕性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，在航空航天、電子工業(yè)、能源等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。然而，由于鉬合金的高熔點(diǎn)和高活化能，使得加工和使用過程中易出現(xiàn)晶粒長大、焊接性差、易發(fā)生顯微裂紋等問題，限制了鉬合金的進(jìn)一步應(yīng)用。

二、Ti、Zr元素的添加

Ti和Zr元素是兩種常用的合金元素，在鉬合金中添加可以改善其組織和性能。實(shí)驗(yàn)采用真空電弧熔煉和燒結(jié)熱處理方法制備了不同含量的Ti和Zr添加的鉬合金試樣。熱處理過程中，分別在800℃和1200℃下保溫2小時(shí)，并進(jìn)行氣冷處理。制備的試樣分別為試樣A（純鉬合金）、試樣B（添加3%Ti）、試樣C（添加3%Zr）和試樣D（添加3%Ti+3%Zr）。

三、組織觀察分析

通過光學(xué)顯微鏡觀察和掃描電鏡（SEM）觀察分析了不同試樣的組織。結(jié)果表明，試樣B添加了Ti元素后，晶粒的尺寸變小，晶界清晰，且晶粒呈均勻分布；試樣C添加了Zr元素后，晶界結(jié)構(gòu)得到改善，晶界的遷移模式發(fā)生了轉(zhuǎn)變；試樣D添加了Ti和Zr元素后，晶界結(jié)構(gòu)進(jìn)一步得到優(yōu)化。

四、力學(xué)性能測試

通過壓縮試驗(yàn)和硬度測試，研究了不同試樣的力學(xué)性能。結(jié)果表明，添加了Ti和Zr元素的試樣的抗壓強(qiáng)度和硬度明顯提高。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，添加Ti和Zr元素能夠有效抑制晶粒長大，提高材料的強(qiáng)度和硬度。

五、抗氧化性能測試

通過高溫氧化實(shí)驗(yàn)研究了不同試樣的抗氧化性能。結(jié)果表明，添加了Ti和Zr元素的試樣在高溫氧化條件下，表面形成了致密的氧化層，有效提高了鉬合金的抗氧化性能。

六、結(jié)論

本文研究了添加Ti和Zr元素對(duì)鉬合金組織和性能的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，添加Ti元素可以使鉬合金的晶粒細(xì)化、晶界結(jié)構(gòu)優(yōu)化，提高抗壓強(qiáng)度和硬度；添加Zr元素可以改善晶界結(jié)構(gòu)和遷移模式；添加Ti和Zr元素可以顯著提高鉬合金的抗氧化性能。研究結(jié)果為進(jìn)一步應(yīng)用鉬合金材料提供了理論和實(shí)踐基礎(chǔ)。

綜上所述，本文通過光學(xué)顯微鏡觀察和掃描電鏡觀察分析以及力學(xué)性能測試和抗氧化性能測試，研究了添加Ti和Zr元素對(duì)鉬合金的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，添加Ti元素可以使鉬合金的晶粒細(xì)化、晶界結(jié)構(gòu)優(yōu)化，提高抗壓強(qiáng)度和硬度；添加Zr元素可以改善晶界結(jié)構(gòu)和遷移模式；添加Ti和Zr元素可以顯著提高鉬合金的抗氧化性能。這些研究結(jié)果為進(jìn)一步應(yīng)用鉬合金材料提供了理論和實(shí)踐