氧化鑭彌散強化鐵基鋼合金的制備及性能研究-wenkub
2023-01-21 12:01:54 本頁面
【正文】 01000表示在 700℃ 下，經(jīng) 1000h 后的破壞應(yīng)力。由于弱化過程需要一定的時間，所以蠕變的變形量也是時間的函數(shù)。當強化使強度與承受的應(yīng)力相等時，會發(fā)生變形，并由變形引起強化。對于一定的材料，蠕變的大小是 應(yīng)力、溫度和時間的函數(shù)。 二、鋼的熱強性 高溫蠕變 金屬在高溫下長時間承受載荷時，工件在遠低于抗拉強度的應(yīng)力作用下會產(chǎn)生連續(xù)塑性變形，這是零件的失效形式往往不是斷裂而是尺寸超過允許變形量，這種塑性變形稱為蠕變。 液 液摻雜 稀土氧化物在鐵基體中主要起彌散強化作用，因此，彌散相的均勻分布有著重要意義。在還原過程中，稀土鹽分解，鋼合金粉中的稀土元素以氧 化物和稀土 鐵復(fù)合氧化物的形式存在。但是在摻雜量很少時，特別是制取低稀土鋼材時，固 固摻雜就很難保證摻雜均勻，不均勻的粉末也就很難制出均勻的燒結(jié)坯，從而導(dǎo)致所制得的鋼材性能不能達到理想要求。在制取摻雜粉末的過程中，一般采用機械混合法，用球磨機等設(shè)備將粉末機械地摻和均勻。摻雜粉末制取以后，再經(jīng)壓制成形、燒結(jié)、燒結(jié)后處理、軋制等工藝，最終制得所需的坯料、板材或線材等。 液 固摻雜 在摻雜量很少時，固 固摻雜很難保證摻雜的均勻性。摻雜鋼合金粉末再經(jīng)壓制成形、燒結(jié)、燒結(jié)后處理、軋制等工藝，最終制得所需的坯料、板材或線材等。固 固摻雜和液 固摻雜都難以充分保證稀土元素在基體中均 勻分布。高溫時，材料受力作用時間越長，它的強度值越低。 蠕變曲線揭示了高溫下金屬強度本質(zhì)的變化規(guī)律。當強化時強度與承受的應(yīng)力相等時，變形即告終止。 表證材料的熱強行指標 表征材料的熱強性指標主要有以下幾種： （ 1） 蠕變極限：是指在一定溫度下，在規(guī)定時間內(nèi)使材料產(chǎn)生一定蠕變變形量的最大應(yīng)力。 （ 3） 持久壽命：是指材料在某一定溫度和規(guī)定應(yīng)力作用下，從作用開始到拉斷的時間，是表征材料在高溫下對破斷的抗力的指標。 三、耐熱鋼及耐熱合金 提高耐熱鋼高溫強度的措施 從材料的強度與晶體結(jié)構(gòu)出發(fā)，提高耐熱鋼高溫強度的措施有以下幾個： （ 1） 強化基體，提高合金基體原子間的結(jié)構(gòu)力，增大原子自擴散激活能。 （ 3） 強化晶界和改善晶界結(jié)構(gòu)狀態(tài)。 （ 5） 改變金屬中位錯組態(tài)。合金中的第二相質(zhì)點周圍存在應(yīng)力場，這種應(yīng)力場對位錯運動有阻礙作用，因而可強化合金。一方面耐熱鋼可以獲得需要的晶粒度，另一方面可以改善強化相的分布狀態(tài)，調(diào)整基體與強化相的成分。這類耐熱鋼的組織主要是珠光體，一般在 600℃ 以下工作，低合金鉻鎢鋼、鉻硅鋼、鉻鎳鋁鋼是這類耐熱鋼的類型，在蒸汽輪機和鍋爐制造中應(yīng)用廣泛。該類鋼的組織以奧氏體為基體，可在 600~870℃ 溫度范圍內(nèi)工作，作為抗氧化鋼可用到 1200℃ ，代表性的鋼種是含鎳高于 8%的鉻鎳奧氏體耐熱鋼，它們具有優(yōu)異的抗氧化性能、良好的冶煉加工性能以及力學(xué)性能。在 650℃ 以下具有較好的抗氧化性能，在 600℃ 以下具有較好的熱強性，因此在蒸汽輪機制造中獲得了廣泛的應(yīng)用。 ② 熱強鋼。它是指使用溫度一般可達 850℃ 以上的鎳基和難熔金屬為基的合金，主要有 Fe— Ni基、 Ni基、 Co基。碳能強化鋼，在較低溫度工作時，鋼的蠕變主要以滑移為主，碳起積極作用；在高溫時，鋼的蠕變以擴散塑性變形為主，而碳促進了鐵原子的自擴散，碳起不利作用。 （ 3） 鉬。 （ 5） 硅。 （ 7） 錳。 （ 9） 稀土。為改進噴發(fā)動機的效 率和使用性能，要求不斷研制出強度較高的高溫合金。 彌散強化材料的主要特征是高溫強度高和抗蠕變性能好。彌散質(zhì)點的存在改變了合金的屈服強度、加工硬化、蠕變和斷裂行為。彌散相通常是氧化物，也可以是穩(wěn)定的金屬間化合物，甚至是純金屬。 氧化物彌散強化鐵基高溫合金的分類 在此引入氧化物彌散強化鐵基高溫合金。具有納米特征強化的 ODS 鐵素體鋼有一個較大的缺陷就是合金的斷裂朝性較差。 第二章 氧化物彌散強化鐵素體鋼的制備 一、基體與彌散相的選取 不同的金屬具有不同的屬性。 同時， 彌散相要求具有高的化學(xué)穩(wěn)定性、高的熔點 。 此外，彌散相也要求具有高的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性 。 據(jù)此，實驗中的彌散相應(yīng)選取 20nm 的 La2O3陶瓷粉末。一般粉末的這種霧化工藝都利用難熔耐火材料來進行金屬的熔煉以及熔融金屬的傳輸，它們是引入夾雜物污染的主要來源，而且是充分實現(xiàn)最高性能的限制因素。目前 MA的原料多數(shù)采用霧 化預(yù)合金粉與細小氧化物顆粒（如 La2O3) ，也有直接釆用元素粉和細小氧化物顆粒進行 MA。 在機械合金化過程過程中引入 Ti、 La和 0
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