论文部分内容阅读
钼及其合金广泛应用于航空航天、军事工业、核工业等领域的高温部件,如火箭喷嘴,穿甲弹以及第一壁等。稀土元素钇具有较强的吸氧能力,能快速有效地夺取金属中的氧原子而净化金属,形成的氧化物有望作为强化相提高合金的力学性能。本文通过掺杂Y2O3提高钼合金的力学性能。 采用液固掺杂法、水热法以及共沸蒸馏法分别制备了 Y2O3-Mo 粉体,经压制烧结后,轧制成厚度1mm的钼合金板,研究了烧结态钼合金组织与性能,热处理条件和Y2O3掺杂量对钼合金微观组织和力学性能的影响,得到以下结论: 1. 沉淀剂对水热合成氧化钇的前驱体形态有显著影响。以硝酸钇溶液为原料水热合成制取氧化钇时,氨水作为沉淀剂时生成了棒状Y2NO3(OH)5·1.5H2O,加入丙三醇后生成杨桃状 Y2(OH)5.14(NO3)0.86·H2O;以尿素为沉淀剂与硝酸钇和乙醇反应后可生成球状Y(OH)CO3。经煅烧后,水热反应产物均转变成为体心立方晶型的 Y2O3,粉体形态和尺寸没有明显变化。硝酸钇与氨水反应得到的第二相Y2O3颗粒最细小。液固掺杂法和共沸蒸馏法制备的Y2O3-Mo粉体颗粒大小不一,而水热法制备的颗粒大小均匀。 2. 氧化钇掺杂量对烧结钼合金晶粒尺寸及形态有显著影响。纯钼晶粒较大,条状间距较宽;氧化钇掺杂量为0.3%时晶粒最为细小;氧化钇含量达到0.4%以后,出现细条状组织。由于没有第二相的细化作用,纯钼的晶粒较大;当添加量为 0.3%时,有明显细化晶粒的作用。细条状晶粒是在轧制过程中,晶粒发生变形被拉长形成;当氧化钇含量为0.4%、0.5%、和0.6%时,形态相似。 3. 不同退火处理对钼合金组织有很大影响。未退火时的钼合金细小晶粒较多;900℃退火后,消除了晶体间的应力,使晶粒变为明显的细条状;1250℃退火后,部分晶粒重新生长,形成新的晶核发生了再结晶。 4. 掺杂方法对0.5%Y2O3-Mo钼合金的拉伸强度和延伸率有一定的影响。液固掺杂法的钼合金拉伸强度最大,达到899MPa,延伸率为19.3%;水热法的拉伸强度为 772MPa,延伸率为 26.8%;共沸蒸馏法的拉伸强度居中为 845MPa,延伸率为26.3%,具有最优的综合力学性能。 5. 第二相掺杂类型对钼合金性能有一定影响。液固掺杂法制取的 Y2O3-Mo合金室温拉伸强度为899MPa,延伸率为19.3%;La2O3-Mo合金室温拉伸强度为833MPa,延伸率为16.7%。氧化钇作为第二相时钼合金的拉伸断口,出现明显的脆性断裂,氧化镧作为第二相时,断口中既有纤维状形貌又有较小的沿晶断口形貌,表现为脆韧混合型断裂。