不同退火温度对Mo-La2O3板材微观组织及力学性能的影响

不同退火温度对Mo-La2O3板材微观组织及力学性能的影响,作者：王林 2020/9/22,内 容,1.前言 2.实验过程 3.结果与讨论 4.结论,1.前言,Mo-La2O3材料加工与应用过程中，常因钼板残余应力较大，导致工件开裂，为有效消除内应力，需要进行热处理，以提高稀土钼合金的加工性能及使用性能，因此有必要研究不同退火温度对钼合金板材性能的影响。,2.实验过程,制备出密度为10.07g/cm3的Mo-La2O3板坯，经50%交叉轧制，变形量为92%，得到2.6mm钼板； 稀土钼合金板的化学成分见表1所示。钼板在1250、1450、1650和1850分别退火1小时；试样编号分别对应为T-1，T-2，T-3，T-4。,表1 Mo-La2O3合金板的化学成分分析（单位：%）,拉伸试验在Instron 1195试验机上进行，加载速率为2.0mm/min； 断裂韧性试验采用低加载速率三点弯曲实验 ，在Instron 1195试验机上进行三点弯曲实验 ，加载速率为0.0025 mm/s ； 金相组织观察和照相是在奥林巴斯（OLYMPUS）光学显微镜下进行的 ； 利用S-2700扫描电子显微镜上进行组织形貌观察。,图-1 拉伸试样示意图,图-2 三点弯曲试样形貌和尺寸,钼合金的拉伸试验、断裂韧性试验以及显微硬度试验的结果如表2,3.结果与讨论,图-3 退火温度对Mo-La2O3显微硬度的影响,图-4 加工态Mo-La2O3合金板的金相图片,显微硬度的影响因素：位错密度；晶粒尺寸。较高的显微硬度是位错强化和晶界强化的作用结果。 显微硬度仪的压头约为0.30.6mm，施加的压力由晶粒与晶界共同承担。 高温有利于消除位错，减小位错密度，促进晶粒生长。 晶粒尺寸增长，晶界的体积分数减小，晶界强化作用降低。,T-4，18501小时,T-2，14501小时,T-3，16501小时,T-1，12501小时,图-5 金相图片,图-6 断裂韧性试样SEM断口,T-1,T-2,T-3,T-4,T-1断口形貌可观察到颈缩、大量的微孔，、二次裂纹、剪切断裂面。在塑性变形、二次裂纹形成、材料延滑移面分离三种机制的共同作用下，断裂能被有效的吸收。 T-2，T-3和T-4断裂形貌是含有劈裂形貌的脆性断裂，延晶界形成裂纹。由于T-2中的晶粒尺寸较小，T-2中的劈裂面小于T-3和T-4。在应力作用下，较高的退火温度形成的大晶粒的穿晶断裂在T-3和T-4中则形成了较大的劈裂面。 总之，随着退火温度的升高，试样的断裂面趋于平缓，因此对断裂能的吸收作用也在减小，导致断裂韧性降低,图-7 室温拉伸试样SEM断口,T-1,T-2,T-3,T-4,所有断口均为穿晶断裂，未出现缩颈，所以延伸率也较小。T-1较高的拉伸强度得益于细晶强化机制。随着退火温度的升高，晶粒尺寸增加，细晶强化和位错强化作用降低，因而拉伸强度随之减小。 纯钼的再结晶温度约为1100。 T-1，T-2和T-3中的晶粒出现宽化现象，而1850退火的T-4则形成了完全再结晶。也再次证明了Mo-La2O3合金的再结晶温度高于纯钼。,4.结论,随着退火温度的升高，钼合金中的晶粒长大，拉伸强度、断裂韧性和显微硬度逐渐减小。 Mo-La2O3合金的再结晶温度高于纯钼。 位于晶界或亚晶界上的较大的La2O3颗粒周围塞积了大量位错，而大量的小颗粒La2O3则位于晶粒内部，位错会越过这些细颗粒，形成亚晶界或在晶界出塞积。,谢谢,