论文部分内容阅读
本文采用热压烧结和无压烧结+锻造两种方法制备了Mo-La2O3合金以及不同ZrB2含量的Mo-La2O3-ZrB2合金。研究了ZrB2的添加及其添加量对Mo-La2O3-ZrB2合金微观组织和力学性能的影响，并探讨了不同制备方法对Mo-La2O3-ZrB2合金微观组织和力学的影响及其合金的强韧化机制。
研究结果表明，热压烧结制备的Mo-La2O3-ZrB2合金，组织均匀。ZrB2的添加有效细化了合金的晶粒，随着ZrB2含量的增加，合金的晶粒尺寸逐渐减小。合金在烧结的过程中发生了化学反应，生成有Mo2B、LaMo5O7、La2Zr2O7等第二相颗粒。这些原位反应所形成的第二相不但可以加强界面的结合强度，而且有效的减少了氧在晶界处的偏聚。与Mo-La2O3合金相比，添加ZrB2后，合金的显微硬度显著提高，且随着ZrB2含量的增多而增加，而合金的拉伸强度、延伸率以及断裂韧性均随着ZrB2含量的增加呈先增后减的趋势。室温拉伸以及三点弯曲试样的断口形貌主要表现为穿晶解理和沿晶断裂的混合型断口。
对于无压烧结+锻造法制备的Mo-La2O3-ZrB2合金，锻造态的合金存在大量的位错及位错胞结构。根据不同温度退火后合金的金相组织和硬度变化情况，对合金采用了1150℃去应力退火处理。微观组织观察表明，合金的晶粒组织基本上呈长条状，其晶粒变形方向与锻造轴线方向是一致的。通过硬度、室温拉伸以及三点弯曲等性能测试表明，与Mo-La2O3相比，添加ZrB2后，合金的硬度和拉伸强度略有提高，然而对合金的延伸率以及断裂韧度有较大幅度提高，且随着ZrB2的含量增加，合金的延伸率增加，断裂韧度降低，其中室温拉伸断口和三点弯曲断口主要表现为韧窝状断口和穿晶解理断口。
对比不同方法所制备的Mo-La2O3-ZrB2合金微观组织和力学性能发现，热压烧结制备的合金的晶粒尺寸小于无压烧结+锻造制备合金的平均晶粒尺寸，第二相颗粒形状主要是球状或椭圆状，而无压烧结+锻造法制备合金中的第二相颗粒形状多为棒状结构。对于热压烧结法制备的合金，ZrB2添加量在0.5-1.0wt％时具有较高的强度和和延韧性，而ZrB2添加量较少(<0.5wt％)或者较多(>1.0wt％)时，无压烧结+锻造法制备的钼合金具有较高的强度和延韧性。Mo-La2O3-ZrB2合金的强化机制来自细晶强化、颗粒强化以及亚结构强化，韧化机制主要有细晶增韧和颗粒增韧。