TZM合金的强化机理

钼锆钛合金图片

TZM合金(钼钛锆合金)中微量的Ti和Zr在钼晶粒中形成Mo-Ti、Mo-Zr固熔体和弥散的碳化物质点,使合金的力学性能明显提高,其强化机理主要是Mo-Ti、Mo-Zr固溶体的固溶强化和碳化物质点的弥散强化。

固溶强化主要通过钼基体里溶解少量的Zr、Ti、C等元素,使钼的晶格歪扭,溶剂元素的原子和溶质元素的原子尺寸差别因子越大,强化效果就越好,锆和钼的尺寸差别因子为+14.3,钛和钼的尺寸差别因子为+4.4,碳和钼的尺寸差别因子为-34.5,因而锆对钼固溶强化效果比钛好。

碳和钼的尺寸因子相差虽然也较大,但由于碳在钼中的溶解度太小,加上TZM合金中的碳含量很少(不超过0.04% ),而其中大部分碳还和钼、锆、钛组成碳化物,同时碳还要发生还原反应,消耗一部分,因此TZM合金的固溶强化主要是指Mo-Ti、Mo-Zr固溶体强化。

在TZM合金中,Zr、Ti能够和C生成TiC和ZrC质点,同时在合金中也存在一些ZrO质点,这些质点弥散的分布在合金中,在发生形变时,能够阻碍位错移动,因此,对合金起到了弥散强化效果。

在对固溶强化和弥散强化的研究中,发现用Hf代替Ti具有更好的强化效果因此Mo-Ti-Hf合金成为研究的一个重点方向。Mo-Ti、Mo-Zr的固溶强化和弥散质点的弥散强化不仅改善了合金力学性能,同时也提高了合金的再结晶温度。

再结晶温度的提高,保证了TZM合金在高温时仍有较高强度。有研究表明,TZM合金板在1 500℃时观察其金相组织,发现晶粒是犬牙交错的锯齿形,组织结构致密而均匀,晶粒内有细小的弥散质点起到弥散强化作用。纯钼的晶粒在1 200℃就会发生再结晶,由加工态纤维组织变为等轴状组织,1 400℃时晶粒就明显长大,并呈多边形状,晶界较平直。由此可见, TZM合金的再结晶温度较纯钼提高了400℃左右。

询价 & 订购