TiC增强相对Mo合金力学性能与显微组织的影响

摘要

碳化物增强钼合金由于具有良好的室温强韧性、高温强度和高的再结晶抗力等优良的力学性能,可在高温、高应力等条件下稳定服役,是应用于新一代高速飞行器动力系统、火箭推进器及其供能系统的一种颇具发展潜力的耐热钼材。
　　 本论文在Mo-Ti合金的基础上,引入Tic增强相,探索TiC的添加对Mo-Ti合金力学性能及显微组织的影响,同时对碳化物相在钼基体中的强化作用进行讨论。
　　 由此,本实验采用粉末冶金方法制备TiC成分在0.05-0.25wt.％及2.12wt.％内的Mo-Ti-TiC合金,测试合金的室温及800℃下的拉伸性能,并对合金的显微组织形貌进行表征。研究结果如下:
　　 (1)微量TiC(0.05～0.25wt.％)的添加使得Mo-Ti合金的强度得到了提高。其中,TiC的添加量为0.05wt.％时,Mo-Ti-TiC合金的强度最高,强度较Mo-Ti合金提高31.7％。
　　 (2)微量TiC在Mo-Ti-(0.05～0.25wt.％)TiC合金中形成0.5～1.5μm的(Ti,Mo)xOyCz的第二相粒子,起到净化晶界氧及细化晶粒作用,合金的晶粒尺寸随着TiC添加量的增加而降低。
　　 (3)高TiC含量(2～12wt.％)的Mo-Ti-TiC合金具有更为良好的力学性能,当Tic含量为4wt.％时,1920℃烧结的Mo-Ti-TiC合金的室温及800℃拉伸强度均达到最高,分别为700MPa和476MPa。800℃下拉伸,Mo-Ti-2TiC和Mo-Ti-4TiC合金存在明显屈服现象,屈服强度分别为325MPa及410MPa,TiC含量较高的Mo-Ti-6TiC和Mo-Ti-8TiC合金无屈服现象,为典型的脆断。
　　 (4)随着TiC含量的提高,Mo-Ti-(2～12wt.％)TiC合金中的碳化物相数量增多,尺寸变大,从而使得合金的晶粒尺寸降低,硬度提高。

目录

文摘

英文文摘

第一章 文献综述

1.1 前言

1.2 钼的性能及其应用

1.2.1 钼的物理性质

1.2.2 钼的化学性质

1.2.3 钼的力学性能

1.2.4 钼的应用

1.2.5 钼性能上的不足

1.3 钼合金及其应用

1.4 碳化物增强钼合金

1.4.1 碳化物增强钼合金的性能研究

1.4.2 碳化物弥散颗粒与基体钼之间相互作用机理的研究

1.4.3 高碳化物含量钼.碳化物复合材料

1.4.4 应用前景

1.5 本论文的指导思想与实验方案

第二章 实验方法

2.1 实验原料

2.3 实验过程

2.3.1 Mo-TiH2-TiC粉末制备

2.3.2 压制成形

2.4.3 低温预烧结

2.4.4 高温烧结

2.4.5 性能检测

第三章 微量Tic对Mo-Ti合金性能与显微组织的影响

3.1 微量TiC对Mo-Ti合金相对密度及拉伸性能的影响

3.2 微量HC对Mo-Ti合金显微组织结构的影响

3.2.1 晶粒度

3.2.2 第二相粒子

第四章 高TiC含量Mo-Ti-TiC合金力学性能及显微组织的研究

4.1 高TiC含量Mo-Ti-TiC合金的力学性能

4.1.1 Mo-Ti-TiC合金室温拉伸强度及拉伸断口分析

4.1.2 Mo-Ti-TiC合金800℃拉伸强度

4.1.3 Mo-Ti-TiC合金室温硬度

4.2 高TiC含量对Mo-Ti-TiC合金显微组织结构的影响

4.2.1 碳化物增强相颗粒形貌

4.2.2 碳化物增强相成分分析

4.2.3 晶粒组织

4.2.4 析出相

4.3 本章小结

第五章 结论

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间主要的研究成果