機(jī)械合金化制備低活化釩合金的研究.pdf

1、釩合金(理論成分V-(4-5)Cr-(4-5)Ti)是核聚變反應(yīng)堆的最重要的候選結(jié)構(gòu)材料之一。釩合金最顯著的優(yōu)點(diǎn)是其在中子輻照條件下的低活化特性和優(yōu)良的高溫強(qiáng)度性能。此外,釩合金還具有良好的抗輻射誘變膨脹和損傷、良好的尺寸穩(wěn)定性、高熱傳導(dǎo)性、較低的熱膨脹系數(shù)、較低的彈性模量、低生物危害的安全性和環(huán)保特性、較好的抗蠕變性能、良好的加工性能、與液體鋰具有良好的相容性等。
　　本文以V-4Cr-4Ti合金為對(duì)象,探索了機(jī)械合金化制備低活

2、化釩合金的工藝。采用XRD線性分析(雙Voigt函數(shù))法對(duì)V-4Cr-4Ti-1.8YH2與V-10Cr-10Ta-1.8YH2合金粉末的球磨過(guò)程的鑲嵌尺寸和晶格畸變進(jìn)行了分析和表征,探討了釩合金粉末的破碎機(jī)理,制備出最佳的球磨工藝:由XRD線性分析與SEM、TEM檢測(cè)結(jié)果得知,在選用合適的球料比(7:1),行星球磨機(jī)公轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速為200rpm,球磨氣氛為99.999％氬氣等條件下,當(dāng)球磨時(shí)間為60h時(shí),合金粉末中除有部分殘余Cr粉外已經(jīng)合

3、金化;釩合金中沒(méi)有發(fā)現(xiàn)磨球和球磨罐帶來(lái)的污染;球磨60h后V的鑲嵌尺寸和晶格畸變分別為:12.5±0.6nm和0.533×10-2±0.269×10-3。TEM圖像中可以看到明顯塑變的層片狀聚集體。當(dāng)球料比為20:1,其它條件與前面相同時(shí),通過(guò)XRD可以檢測(cè)到V合金粉中出現(xiàn)明顯的氧化鋯相,污染很?chē)?yán)重;球磨后V的鑲嵌尺寸和晶格畸變分別為:15.8±2.4nm和0.497×10-2±0.477×10-3。TEM圖像中不能看到明顯塑變的層片狀

4、聚集體。
　　采用機(jī)械合金化(MA)-放電等離子燒結(jié)(SPS)-熱等靜壓(HIP)的工藝制備出釩合金,后經(jīng)過(guò)真空退火處理,并采用顯微硬度測(cè)試儀、拉伸測(cè)試機(jī)對(duì)合金的力學(xué)性能進(jìn)行分析表征。分析結(jié)果表明:不同成分的釩合金粉末制備的釩合金的顯微硬度有很大的差別,如添加W、Ta、TaC成分的釩合金粉末制備出來(lái)的釩合金鑄錠的硬度明顯偏高,而且隨著添加量的增加,合金的顯微硬度也會(huì)隨之增加,而相對(duì)應(yīng)的合金的脆性也比較大,其實(shí)用價(jià)值不高。