固—液掺杂稀土La-TZM合金制备及其高温抗氧化性能研究

发布时间：2017-09-12 19:38

  本文关键词：固—液掺杂稀土La-TZM合金制备及其高温抗氧化性能研究

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【摘要】：TZM(0.4%~0.55%Ti,0.06%~0.12%Zr,0.01%~0.04%C)合金是目前应用最为广泛的钼合金之一,因其具有高熔点、高强度、高弹性模量、强抗腐蚀性能和良好的高温力学性能,而作为钼基合金的首选广泛应用于航空航天、发电、核反应堆、军事工业和化工等领域。然而,TZM合金存在高温抗氧化性能差和低温塑性韧性差等缺点,使其应用受到了很大的限制。本文采用粉末冶金法,运用固-液混合掺杂方式和不同粒度颗粒级配制备了高致密度的TZM合金及掺杂稀土元素镧的La-TZM合金板材。通过室温力学拉伸测试和韧脆转变温度(DBTT)测定对稀土元素镧掺杂La-TZM合金进行了力学性能研究,通过对镧掺杂La-TZM合金进行高温氧化测试,采用表面和截面的SEM分析、EDS元素分析以及差热分析,对其进行高温氧化行为分析和抗氧化性能研究,探索镧掺杂对TZM合金力学性能、DBTT以及抗氧化性能的影响规律。研究表明,通过向TZM合金中添加镧制备的La-TZM合金板材抗拉强度和伸长率分别为1405MPa和9.3%,较TZM合金分别提高了28.2%和32.8%;由于氧化镧粒子在晶界处的存在阻碍位错的运动和穿晶断裂,并且细化了晶粒,镧掺杂将TZM合金的DBTT降低了40℃;由于细小氧化镧颗粒的作用使合金组织致密化,生成的合金氧化物在基体表面形成致密氧化物覆盖层,在一定程度上阻碍氧对基体的侵蚀,从而提高了TZM合金的高温抗氧化性能,相比传统TZM合金,在空气气氛下升温时镧掺杂TZM合金能将剧烈氧化反应开始温度提升50℃,有效减缓了氧化速率,扩展了TZM合金的应用范围。
【关键词】：TZM合金板材 固-液掺杂 掺杂镧 DBTT 高温抗氧化性能
【学位授予单位】：西安建筑科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG146.412
【目录】：

• 摘要3-5
• Abstract5-10
• 第1章 绪论10-26
• 1.1 引言10
• 1.2 TZM合金的研究进展10-14
• 1.2.1 TZM合金简介10-11
• 1.2.2 TZM合金的制备方法11-12
• 1.2.3 TZM合金的研究现状12-14
• 1.3 钼镧合金的研究进展14-16
• 1.3.1 钼镧合金的制备14
• 1.3.2 钼镧合金的性能14-15
• 1.3.3 钼镧合金的应用15
• 1.3.4 钼镧合金的研究现状15-16
• 1.4 钼合金涂层制备技术进展16-19
• 1.4.1 大气等离子喷涂法和原位化学气相沉积（CVD）法16-17
• 1.4.2 刷涂法（涂覆法）17
• 1.4.3 粉末固体渗法17-18
• 1.4.4 料浆法18
• 1.4.5 磁控溅射技术18
• 1.4.6 包渗法18-19
• 1.4.7 料浆熔烧法19
• 1.5 钼合金抗氧化涂层种类19-24
• 1.5.1 硅化物涂层19-21
• 1.5.2 铝化物涂层21-22
• 1.5.3 氧化物涂层22-23
• 1.5.4 贵金属涂层23
• 1.5.5 耐热合金涂层23-24
• 1.5.6 电镀金属涂层24
• 1.6 本课题主要内容和意义24-25
• 1.6.1 研究内容24-25
• 1.6.2 研究意义25
• 1.7 本章小结25-26
• 第2章 实验方法与设备26-42
• 2.1 实验方案26-29
• 2.1.1 合金成分设计26
• 2.1.2 工艺设计26
• 2.1.3 实验原料26-29
• 2.2 实验设备29-32
• 2.2.1 混粉设备29-30
• 2.2.2 球磨设备30
• 2.2.3 压制设备30
• 2.2.4 轧制设备30-31
• 2.2.5 冲击试验设备31-32
• 2.2.6 高温加热设备32
• 2.3 合金制备过程32-37
• 2.3.1 混粉32-33
• 2.3.2 球磨33
• 2.3.4 压制33-34
• 2.3.5 烧结34-36
• 2.3.6 轧制36-37
• 2.4 力学性能测试37-38
• 2.5 夏比冲击试验38-39
• 2.6 高温氧化实验39-40
• 2.6.1 高温氧化过程39-40
• 2.6.2 样品表征40
• 2.6.3 差热-热重分析实验40
• 2.7 本章小结40-42
• 第3章 合金力学性能分析42-52
• 3.1 显微组织分析42
• 3.2 拉伸结果分析42-44
• 3.3 夏比冲击结果分析44-50
• 3.4 本章小结50-52
• 第4章 合金高温氧化行为分析52-60
• 4.1 合金氧化质量损失分析52-53
• 4.2 合金表面氧化组织与形貌分析53-56
• 4.3 截面分析56-57
• 4.4 综合热分析57-58
• 4.5 氧化过程分析58-59
• 4.6 本章小结59-60
• 第5章 结论60-62
• 致谢62-64
• 参考文献64-70
• 攻读硕士学位期间科研成果及获奖情况70

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：839143