TZM合金的三种强化机理

TZM合金

在钼合金中TZM合金是最重要、用途最广泛、需求量最大的钼合金。相较于纯钼,TZM合金具有更强的性能。TZM合金以钼为基体掺杂了Ti、Zr和C等微量元素,这些元素与钼反应产生固溶强化和第二相强化,使得TZM合金具有优异的高温力学性能、低的热膨胀系数和高的导电系数。以下主要分析TZM合金的强化机理,包括固溶强化、第二相强化和形变强化。

固溶强化是指Ti、Zr和C原子进入钼的晶格,造成晶格发生扭曲、畸变,而产生的强化作用。其中溶剂元素与溶质元素的原子差别因子越大,强化效果越明显。在固溶强化中,Zr与Mo的原子尺寸因子差最大,所以效果也最明显。

第二相强化是指掺杂的微量元素与C发生反应形成细小难溶的碳化物颗粒,这些弥散分布的颗粒分布在TZM合金的晶界处,能稳定锻造结构和阻碍位错运动,使得合金得到强化。研究者认为,(Ti+Zr)和C的质量比在4~10之间最佳。另外,制备TZM合金时还要严格控制C的含量,防止生成Mo2C,降低合金的力学性能。

形变强化,即加工硬化。合金随着塑性变形量的增加,金属流变强度也有所增加。TZM合金在再结晶温度下,变形强化的效果随着变形量的增加而增强。在变形过程中TZM合金的晶粒沿着加工方向拉长晶格发生畸变,使得位错密度增加,产生二次晶粒,从而增加了合金的强度。

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