粉末冶金Mo−Re合金微观组织及高温拉伸性能

林小辉 薛建嵘 高选乔 梁静 张新 李延超 杨毅超 张文

林小辉, 薛建嵘, 高选乔, 梁静, 张新, 李延超, 杨毅超, 张文. 粉末冶金Mo−Re合金微观组织及高温拉伸性能[J]. 粉末冶金技术, 2023, 41(6): 516-522. doi: 10.19591/j.cnki.cn11-1974/tf.2021120003
引用本文: 林小辉, 薛建嵘, 高选乔, 梁静, 张新, 李延超, 杨毅超, 张文. 粉末冶金Mo−Re合金微观组织及高温拉伸性能[J]. 粉末冶金技术, 2023, 41(6): 516-522. doi: 10.19591/j.cnki.cn11-1974/tf.2021120003
LIN Xiaohui, XUE Jianrong, GAO Xuanqiao, LIANG Jing, ZHANG Xin, LI Yanchao, YANG Yichao, ZHANG Wen. Microstructure and high temperature tensile properties of powder metallurgy Mo−Re alloys[J]. Powder Metallurgy Technology, 2023, 41(6): 516-522. doi: 10.19591/j.cnki.cn11-1974/tf.2021120003
Citation: LIN Xiaohui, XUE Jianrong, GAO Xuanqiao, LIANG Jing, ZHANG Xin, LI Yanchao, YANG Yichao, ZHANG Wen. Microstructure and high temperature tensile properties of powder metallurgy Mo−Re alloys[J]. Powder Metallurgy Technology, 2023, 41(6): 516-522. doi: 10.19591/j.cnki.cn11-1974/tf.2021120003

粉末冶金Mo−Re合金微观组织及高温拉伸性能

doi: 10.19591/j.cnki.cn11-1974/tf.2021120003
基金项目: 陕西省科技重大专项资助项目(2020zdzx04-02-01);陕西省重点研发计划资助项目(2019ZDLGY05-05)
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    通讯作者:

    E-mail: gwenzh@163.com

  • 中图分类号: TG135+.1; TF125

Microstructure and high temperature tensile properties of powder metallurgy Mo−Re alloys

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  • 摘要: 采用粉末冶金结合高温压力加工制备了Mo−14Re和Mo−42Re合金棒材,观察与测试了Mo−Re合金的微观组织、相组成、室温及高温拉伸性能,并结合断口形貌分析了合金断裂机制。结果表明,经高温压力加工后,Mo−Re合金晶粒由等轴状转变为拉长的纤维状,相对密度达99.6%以上。Re固溶于Mo中,使Mo−Re合金晶格常数从Mo−14Re的3.1384 Å减小到Mo−42Re的3.1304 Å,导致晶格畸变程度增大。当Re质量分数从14%增加到42%,Mo−Re合金的室温及高温强度得到大幅提升。随测试温度升高,合金强度下降,Mo−14Re断后伸长率有所下降,而Mo−42Re断后伸长率呈上升趋势。Mo−14Re室温断口呈木纹状撕裂型断裂,1100~1300 ℃断口呈韧窝状,在1500 ℃时塑性变形主要由晶界滑移产生。Mo−42Re室温断口为穿晶断裂,1100~1500 ℃断口为完全的韧窝状,塑性变形由韧窝产生的非均匀变形提供。
  • 图  1  原料粉末形貌:(a)Mo粉;(b)Re粉

    Figure  1.  Morphology of the raw powders: (a) Mo powders; (b) Re powders

    图  2  Mo−Re合金烧结态微观组织:(a)Mo−14Re;(b)Mo−42Re

    Figure  2.  Microstructure of the sintered Mo−Re alloys: (a) Mo−14Re; (b) Mo−42Re

    图  3  Mo−Re合金锻造态微观组织:(a)Mo−14Re;(b)Mo−42Re

    Figure  3.  Microstructure of the forging Mo−Re alloys: (a) Mo−14Re; (b) Mo−42Re

    图  4  Mo−Re合金X射线衍射图谱

    Figure  4.  X-ray diffraction patterns of the Mo−Re alloys

    图  5  Mo−Re合金室温拉伸应力-应变曲线

    Figure  5.  Tensile stress-strain curves of the Mo−Re alloys at room temperature

    图  6  不同温度下Mo−Re合金拉伸性能:(a)抗拉强度及屈服强度;(b)断后伸长率及断面收缩率

    Figure  6.  Tensile properties of the Mo−Re alloys at the different temperatures: (a) tensile strength and yield strength; (b) elongation and area shrinkage after fracture

    图  7  Mo−Re合金拉伸断口形貌:(a)、(b)Mo−14Re合金,室温;(c)Mo−14Re合金,1100 ℃;(d)Mo−14Re合金,1300 ℃;(e)Mo−14Re合金,1500 ℃;(f)、(g)Mo−42Re合金,室温;(h)Mo−42Re合金,1100 ℃;(i)Mo−42Re合金,1300 ℃;(j)Mo−42Re合金,1500 ℃

    Figure  7.  Tensile fracture morphology of the Mo−Re alloys: (a), (b) Mo−14Re alloys at room temperature; (c) Mo−14Re alloys at 1100 ℃; (d) Mo−14Re alloys at 1300 ℃; (e) Mo−14Re alloys at 1500 ℃; (f), (g) Mo−42Re alloys at room temperature; (h) Mo−42Re alloys at 1100 ℃; (i) Mo−42Re alloys at 1300 ℃; (j) Mo−42Re alloys at 1500 ℃

    表  1  Mo−Re合金棒材成分及密度

    Table  1.   Composition and density of the Mo−Re alloy bar

    编号质量分数 / ×10−6密度 /
    (g·cm−3)
    理论密度 /
    (g·cm−3)
    相对密度 / %
    HNOFeCaKAlSi
    Mo−14Re1030202.100.69<0.0050.620.2210.9911.0199.8
    Mo−42Re1030200.392.101.5004.203.1013.0013.0599.6
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    表  2  Mo−Re合金晶面间距及晶格常数

    Table  2.   Interplanar spacing and lattice constant of the Mo−Re alloys

    材料 (110) 晶面 (200) 晶面 (211) 晶面 (220) 晶面 晶格常数,
    a / Å
    衍射角,
    θ / (°)
    晶面间距 / Å 衍射角,
    θ / (°)
    晶面间距 / Å 衍射角,
    θ / (°)
    晶面间距 / Å 衍射角,
    θ / (°)
    晶面间距 / Å
    Mo* 20.258 2.2247 29.304 1.5738 36.841 1.2847 43.798 1.1129 3.1472
    Mo−14Re 20.313 2.2192 29.379 1.5701 36.912 1.2826 43.903 1.1109 3.1384
    Mo−42Re 20.364 2.2135 29.471 1.5657 37.065 1.2781 44.087 1.1071 3.1304
    注:Mo*标准衍射参数来自于2004版粉末衍射卡片(PDF)数据库,卡片号42-1120。
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  • 收稿日期:  2022-01-07
  • 刊出日期:  2023-12-12

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