TiC和ZrC对TZM合金性能的影响

TZM合金的密度大小主要受内部孔隙的影响,而合金中孔隙的形成原因主要与合金中的氧含量相关。在烧结过程中孔隙的数量与氧含量呈正增长关系。在合金中添加TiC或ZrC有利于提高合金的密度,且随着添加量的增加,合金的相对密度均逐步升高。其中添加ZrC的合金密度会高于添加TiC合金的密度。这主要是因为,与钼相比,TiC/ZrC在高温下更容易与氧发生反应。在高于1800℃温度下,TiC与合金中的氧发生反应生成氧化物或碳化物和CO/CO2,因此可以降低合金内部的氧含量。众所周知,合金中氧含量过高会导致碳化物转变为氧化物的可能性变大,从而减小第二相弥散强化,降低合金的力学性能,减少高温下的使用寿和应用范围。因此在合金中添加TiC/ZrC有利于提高合金的性能。且随着TiC含量的增加,反应生成的CO/CO2气体增多,氧含量逐渐减少,合金的力学性能得到相应的改善。其反应化学方程式如下所示:TiC+O2→TixOy+CO/CO2,TiC+O2→(TiCx)Oy+CO/CO2

添加TiC/ZrC后TZM合金的拉伸性能也得到一定的改善。随着TiC/ZrC含量的增加,合金的拉伸抗拉强度呈现先上升后下降的趋势。当TiC的添加量为0.4%时,合金的拉伸强度达到了最大值580.4,当ZrC的添加量为0.4%,合金的抗拉强度达到了最大值611.9。添加微量的TiC/ZrC有利于细化晶粒,加强合金的第二相弥散强化。且随着添加量的增加,晶粒细化效果和第二相强化也更加明显,因此合金的抗拉强度也得到显著提高。

TZM合金

 

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