基于多向壓縮工藝的純鎢組織及性能研究.pdf

1、鎢因具有獨(dú)特的物理性能、良好的化學(xué)穩(wěn)定性能及優(yōu)異的高溫強(qiáng)熱性，被廣泛地應(yīng)用于航空航天和核能領(lǐng)域。粉末燒結(jié)制備的材料普遍存在晶粒粗大、組織疏松以及孔隙多等缺陷。大塑性變形工藝具有強(qiáng)烈致密組織和細(xì)化晶粒的能力，能夠達(dá)到有效降低組織缺陷的目的。其中多向壓縮工藝(MDC)由于操作過程簡單、成本低，是目前有望直接應(yīng)用于大批量制備塊體細(xì)晶材料的一種典型大塑性變形方法。通過大塑性變形工藝致密和細(xì)化組織，實(shí)現(xiàn)高性能鎢材的制備過程，對今后鎢的工業(yè)化應(yīng)用具

2、有重要意義。
　　為此，本文基于變形強(qiáng)化機(jī)制理論，采用高溫條件下MDC工藝對燒結(jié)態(tài)純鎢材料進(jìn)行不同變形參數(shù)（單次壓下量、變形道次）的實(shí)驗(yàn)研究。通過光學(xué)金相顯微觀察、XRD分析和EBSD分析手段對變形過程中晶粒細(xì)化機(jī)制和微觀結(jié)構(gòu)演變規(guī)律進(jìn)行深入地探討，結(jié)合顯微硬度測試對變形組織的強(qiáng)韌化效果進(jìn)行驗(yàn)證。結(jié)果表明:單次變形量為50％的一道次MDC變形對純鎢具有明顯的致密和細(xì)化作用，顯微硬度值提高明顯。變形過程中鎢晶體以(110)面的滑移變

3、形為主，同時(shí)進(jìn)行(211)面的孿生變形。變形組織內(nèi)部位錯(cuò)密度、微觀應(yīng)變及大、小角度晶界數(shù)量提高明顯，并且晶界分布有從小角度晶界向大角度晶界轉(zhuǎn)變的趨勢。分析認(rèn)為MDC變形過程中晶粒細(xì)化過程與晶界的轉(zhuǎn)化現(xiàn)象有關(guān)，隨著MDC變形的進(jìn)行，初始大尺寸晶粒受變形應(yīng)變的誘發(fā)，晶粒內(nèi)部位錯(cuò)發(fā)生增殖、密度增大，而小角度晶界的本質(zhì)是位錯(cuò)，晶體滑移的發(fā)生使得小角度晶界（位錯(cuò)）會(huì)相遇纏結(jié)，堆積畸變到一定程度時(shí)便形成取向差較大的新晶界，完成晶界取向差的轉(zhuǎn)化。新晶

4、界的產(chǎn)生表明細(xì)小晶粒的生成，組織得到了細(xì)化，達(dá)到了變形強(qiáng)化純鎢組織的目的。
　　對變形前后材料的熱膨脹性能和熱擴(kuò)散性能進(jìn)行不同溫度區(qū)間的測試，結(jié)合材料熱學(xué)性能的物理基礎(chǔ)知識，分析組織變化對純鎢材料熱學(xué)性能的影響。最后利用差示掃描量熱技術(shù)對變形組織的再結(jié)晶行為進(jìn)行初步的測定分析。分析發(fā)現(xiàn)，變形后材料在高溫環(huán)境中表現(xiàn)更好的熱擴(kuò)散性能，而材料的熱膨脹性能有所增加。相比初始樣，變形后的材料在高溫條件下氧化現(xiàn)象極大減少，表現(xiàn)出更加優(yōu)越的高溫