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【6h】

彌散強(qiáng)化釩合金的制備及性能研究

 
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聲明

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1 緒論

1.1 前言

1.2 釩合金的性能

1.3 釩合金的制備方法

1.4 影響釩合金性能的因素

1.5 選題來源、意義及內(nèi)容

2 釩合金機(jī)械合金化工藝的探索

2.1 實(shí)驗(yàn)條件

2.2 機(jī)械合金化

2.3 機(jī)械化合金化結(jié)果與分析

2.4 本章小結(jié)

3 釩合金的制備及熱處理

3.1 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備

3.2 釩合金制備過程

3.3 本章小結(jié)

4 釩合金的拉伸及力學(xué)性質(zhì)

4.1 釩合金試樣的致密度和硬度測試

4.2 釩合金的力學(xué)拉伸性能

4.3 釩合金的力學(xué)性能結(jié)果與分析

4.4 本章小結(jié)

5 釩合金的微觀組織分析

5.1 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備

5.2 V-4Cr-4Ti-1.8YH2-0.4Ti3SiC2合金微觀組織相

5.3 本章小結(jié)

6 全文總結(jié)與展望

6.1全文總結(jié)

6.2 展望

參考文獻(xiàn)

致謝

附錄 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文

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摘要

發(fā)展聚變能是解決當(dāng)今能源危機(jī)的重要舉措,由于核聚變的苛刻條件,尋找理想的聚變堆內(nèi)襯材料顯得尤為重要。釩合金的特殊性能(如中子輻照下保持良好的尺寸穩(wěn)定性和低活化特性、與液體鋰良好的相容性、抗輻射誘變膨脹)使其成為核聚變反應(yīng)堆的內(nèi)襯結(jié)構(gòu)材料的合適選擇,但是較低的抗拉強(qiáng)度阻礙了其工程應(yīng)用的進(jìn)程。
　　為了提高釩合金的強(qiáng)度和塑性,本文采用機(jī)械合金化的方法,在基體V-4Cr-4Ti合金粉末中添加適量的YH2和Ti3SiC2制成V-4Cr-4Ti-1.8YH2-xTi3SiC2(x=0、0.4、0.8和1.2)系列合金粉末。為了研究粉末機(jī)械合金化合理的工藝參數(shù),本實(shí)驗(yàn)設(shè)置了兩個(gè)球料比和一系列球磨時(shí)間,通過對(duì)比得出合理的球磨工藝參數(shù)為:球料比7:1,球磨時(shí)間為50h-70h。這個(gè)階段合金粉末不僅能夠完成機(jī)械合金化,而且還沒有發(fā)現(xiàn)磨球和球罐帶來的外來污染。
　　對(duì)完成合金化的合金粉末采用放電等離子燒結(jié),經(jīng)過熱等靜壓技術(shù)(SPS-HIP工藝)處理成型試樣,并輔以真空退火后處理,得到實(shí)測密度達(dá)到理論加和密度以上的高密度試樣。在整個(gè)工序中采用保護(hù)措施(用Ta片和Zr箔包覆)可以有效地解決試樣滲碳,滲氮和吸氧問題。上述措施不僅能夠提高釩合金的致密度,而且有利于消除內(nèi)應(yīng)力和脫氫,顯著提高了釩合金的力學(xué)性能。
　　對(duì)不同溫度下退火的釩合金的拉伸實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)不同熱處理溫度對(duì)合金的力學(xué)性能影響較大,添加Ti3SiC2可以顯著改善基體V-4Cr-4Ti-1.8YH2合金的拉伸強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度和延伸率。V-4Cr-4Ti-1.8YH2-0.4Ti3SiC2合金在退火溫度為1100℃時(shí)是系列合金綜合力學(xué)性能最好的,其屈服強(qiáng)度為875MPa、抗拉強(qiáng)度可以達(dá)到1108MPa、延伸率為16.8％,對(duì)其微觀組織進(jìn)行了表征和分析后發(fā)現(xiàn)晶粒尺寸大多在0.5μm以下,合金中存在V-4Cr-4Ti的固溶體,其晶粒尺寸約為400nm。Ti3SiC2相在合金中以大約100nm左右的粒子分布于V基相內(nèi)部的亞晶界之間,對(duì)合金起到彌散強(qiáng)化的作用。添加到合金粉末中的氫化釔(YH2)在高溫能夠和試樣中的氧結(jié)合形成20nm左右的Y2O3晶粒彌散分布于基相之中,不僅起到了固氧和凈化晶界的作用,而且它對(duì)合金細(xì)晶強(qiáng)化和彌散強(qiáng)化的作用,從而提高釩合金材料的塑性,提高釩合金的強(qiáng)度。

著錄項(xiàng)

  • 作者

    伍聰;

  • 作者單位

    華中科技大學(xué);

  • 授予單位 華中科技大學(xué);
  • 學(xué)科 材料學(xué)
  • 授予學(xué)位 碩士
  • 導(dǎo)師姓名 李晨輝;
  • 年度 2013
  • 頁碼
  • 總頁數(shù)
  • 原文格式 PDF
  • 正文語種 中文
  • 中圖分類 TF125.22;
  • 關(guān)鍵詞

    釩合金; 彌散強(qiáng)化; 制備工藝; 力學(xué)性能;

相似文獻(xiàn)

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  • 外文文獻(xiàn)
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