高锆铌合金组织与性能关系研究

发布时间：2017-08-19 02:12

  本文关键词：高锆铌合金组织与性能关系研究

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【摘要】：铌锆合金既保持了铌的低温塑性,具有比纯铌高的力学性能。锆加入铌中可提高合金的强度而不影响合金的塑性和加工性能,提高铌的高温强度和高温抗氧化性,锆还可以改善合金的抗氧化性和抗碱金属腐蚀性能。NbZr10是一种新型的功能性铌合金材料,经过电弧炉熔炼,加入活性金属元素Zr进行固溶强化,同时加入C元素进行时效强化,通过适当的加工和热处理来控制沉淀相碳化物的形态的分布,以提高NbZr10合金材料的强度,并且能够极大的改善该合金高温抗蠕变性能。本文选择电弧炉熔炼方法,进行两次熔炼,避免采用真空电子束熔炼出现的问题,如锆原子的熔损严重,熔炼温度太高,过热度大,锆合金元素在铌基体金属铌中分布不均匀现象。通过控制铌板和锆板原料杂质成分,以控制合金铸锭的间隙元素含量,保合金成分合理。NbZr10合金铸锭整体成分较均匀,合金内部只发生微观偏析,铸态组织为细而长和短而粗的枝晶棒状结构,大枝晶晶界上存在明显的偏析现象,含有较多的未溶解富Zr相,大枝晶间分布着细小的等轴枝晶结构。铸锭于1300℃均匀化退火处理24h,枝晶和晶粒内部的未溶的富Zr相发生溶解,偏析明显减少,组织中的晶界变得清晰。利用热轧试验对NbZr10合金进行高温加工性能探索,温度1323K,道次变形10%、15%和20%,轧辊直径Φ550mm,轧辊线速度30mm/min。合金坯料变形均匀,没有明显裂边现象,合金组织为显著的热加工流线型,发生回复再结晶。根据热轧试验参数,热模拟试验温度为1273K、1123K和1373K,应变速率为0.01 s-1、0.1 s-1、和1 s-1。利用Gleeble-1500型热模拟试验机进行等温恒应变速率压缩试验,对其高温变形行为进行研究。从而为合理控制NbZr10合金的热成形过程,提高其综合力学性能,制定合理的热加工工艺提供参考,为工业生产轧制提供理论依据。根据热模拟实验得到NbZr10合金的热压缩真应力-真应变曲线,最终建立了NbZr10合金高温变形时力学性能指标及应力应变本构方程。
【关键词】：铌锆合金 电弧熔炼 高温力学性能 热模拟
【学位授予单位】：西安石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG146.41
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 第一章 绪论8-28
• 1.1 题目来源8
• 1.2 铌的基本性质8-12
• 1.2.1 铌的物理性质8-9
• 1.2.2 铌的化学性质9-11
• 1.2.3 铌的力学性能11-12
• 1.2.4 铌的可加工性12
• 1.3 铌合金材料12-22
• 1.3.1 铌合金的应用13-15
• 1.3.2 铌合金材料的分类15-16
• 1.3.3 铌合金相图16-20
• 1.3.4 铌合金锭的制取20-21
• 1.3.5 铌合金的塑性加工21-22
• 1.3.6 铌合金的热处理22
• 1.4 铌锆合金22-26
• 1.4.1 铌锆合金研究现状22-23
• 1.4.2 铌的固溶强化23-25
• 1.4.3 铌锆合金性能25-26
• 1.5 课题研究的目的及意义26-28
• 第二章 NbZr10合金熔炼及性能研究28-36
• 2.1 研究内容28-29
• 2.1.1 电弧熔炼制备NbZr10合金铸锭28
• 2.1.2 制取热模拟试验样品28-29
• 2.2 NbZr10合金熔炼和热模拟验过程29-34
• 2.2.1 NbZr10合金原料准备29
• 2.2.2 一次铸锭熔炼29-31
• 2.2.3 二次铸锭熔炼31-33
• 2.2.4 加工热模拟试样33
• 2.2.5 热压模拟试验33-34
• 2.3 本章小结34-36
• 第三章 结果分析与讨论36-45
• 3.1 合金熔炼与铸态组织36-38
• 3.2 均匀化和热压缩组织38-39
• 3.3 高温力学试验及本构方程39-43
• 3.4 本章小结43-45
• 第四章 结论45-46
• 致谢46-47
• 参考文献47-49
• 攻读硕士学位期间发表的论文49-50

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：698068