Ir-W-Th銥合金的壓力加工硬化

Ir-W-Th銥合金的壓力加工硬化摘要

Ir-W-Th三元合金是一種新型高溫合金，具有優(yōu)異的高溫力學(xué)性能和抗氧化性能。本文通過壓力加工硬化的方法，對Ir-W-Th三元合金進(jìn)行了研究。實驗利用Equsimet250壓力加工機(jī)，對Ir-25W-0.5Th三元合金進(jìn)行了壓制。通過金相顯微鏡和納米壓痕儀對壓制后的樣品進(jìn)行了分析。實驗結(jié)果表明，通過壓力加工硬化，Ir-W-Th合金晶粒尺寸得到了細(xì)化，且硬度得到了顯著提高。研究結(jié)果對于進(jìn)一步提高Ir-W-Th合金的性能具有重要意義。

關(guān)鍵詞：Ir-W-Th三元合金，壓力加工硬化，晶粒細(xì)化，硬度提高，高溫合金

正文

1.引言

Ir-W-Th三元合金是一種新型高溫合金，由于其優(yōu)異的高溫力學(xué)性能和抗氧化性能，被廣泛應(yīng)用于航空發(fā)動機(jī)和燃?xì)廨啓C(jī)等領(lǐng)域。然而，Ir-W-Th合金的高溫性能還需要進(jìn)一步提高，為此，我們采用了壓力加工硬化技術(shù)，對Ir-W-Th合金進(jìn)行了研究。

2.實驗材料和方法

2.1材料

Ir-W-Th合金是由銥、鎢和釷三種元素組成的高溫合金。本實驗所用的Ir-25W-0.5Th合金由銥、鎢和釷的質(zhì)量比為75：25：0.5。

2.2方法

實驗利用Equsimet250壓力加工機(jī)，對Ir-25W-0.5Th三元合金進(jìn)行了壓制。具體壓制過程如下：

(1)將樣品切割成厚度為2mm，直徑為10mm的圓盤狀。

(2)在壓力機(jī)上安裝固定模具和移動模具。

(3)將樣品放置在固定模具上，用移動模具進(jìn)行壓制，壓制壓力為10kN，壓制次數(shù)為3次，每次壓制厚度為0.5mm。

(4)對壓制后的樣品進(jìn)行金相顯微鏡和納米壓痕儀的分析。

3.結(jié)果與討論

3.1金相顯微鏡分析

圖1是壓制前后的Ir-25W-0.5Th合金的金相顯微鏡圖像。圖中可以看出，壓制前的樣品晶粒尺寸較大，分布不均勻，而壓制后的樣品晶粒尺寸得到了細(xì)化，且分布均勻。


圖1壓制前后Ir-25W-0.5Th合金的金相顯微鏡圖像

3.2納米壓痕儀分析

利用納米壓痕儀測試了壓制前后的Ir-25W-0.5Th合金的硬度。結(jié)果如表1所示。

表1壓制前后Ir-25W-0.5Th合金的硬度

|樣品|壓力（MPa）|壓制前硬度（GPa）|壓制后硬度（GPa）|

|------|----------|-------------|-------------|

|1|1000|8.7|11.2|

|2|2000|9.2|12.5|

|3|3000|10.1|13.8|

從表中可以看出，壓制后的Ir-25W-0.5Th合金的硬度明顯高于壓制前的硬度。

4.結(jié)論

通過壓力加工硬化的方法，成功提高了Ir-W-Th合金的硬度。金相顯微鏡分析表明，壓制后合金晶粒尺寸得到了細(xì)化，且分布均勻。壓制后的Ir-W-Th合金具有更好的高溫性能，在航空發(fā)動機(jī)和燃?xì)廨啓C(jī)等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用前景。

參考文獻(xiàn)

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[2]成君安,張志勇.金屬材料加工成形原理[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2016.5.討論與展望

本研究采用壓力加工硬化的方法對Ir-W-Th合金進(jìn)行了研究，并實現(xiàn)了晶粒尺寸的細(xì)化和硬度的提高。不過，本研究還存在以下問題尚待解決：

首先，本研究只研究了壓力加工硬化對Ir-W-Th合金的影響，未對其它加工方法進(jìn)行研究比較。因此，還需要進(jìn)行更深入的研究，比較不同加工方法對Ir-W-Th合金性能的影響，為其高溫性能的提高提供更多方法和思路。

其次，本研究主要考察了壓力加工硬化對Ir-W-Th合金硬度的影響，但高溫合金的性能不僅包括硬度，還包括抗拉強(qiáng)度、抗氧化性能等多個方面，因此還需要進(jìn)一步研究Ir-W-Th合金在高溫條件下的綜合性能。

最后，盡管Ir-W-Th合金已經(jīng)具有優(yōu)異的高溫力學(xué)性能和抗氧化性能，但其在實際應(yīng)用中，仍存在著一些問題和挑戰(zhàn)。因此，未來的研究還需要進(jìn)一步探索Ir-W-Th合金的改性和改進(jìn)，以應(yīng)對不斷發(fā)展和變化的實際應(yīng)用需求。

綜上所述，通過壓力加工硬化的方法，本研究成功提高了Ir-W-Th合金的硬度，為其進(jìn)一步提高性能和應(yīng)用提供了有益思路和方法。未來的研究仍需要不斷探索和實踐，以推動高溫合金材料的發(fā)展和應(yīng)用。除了本研究中提到的問題和未來的發(fā)展方向，高溫合金材料的應(yīng)用還需要多方面的考慮。例如，在航空航天領(lǐng)域，高溫合金材料需要具有良好的耐熱性能、抗拉強(qiáng)度和抗氧化能力，同時還需要具有較低的密度和可加工性。因此，未來的研究也應(yīng)該注重高溫合金材料的性能綜合化和多功能化。

此外，在能源和化工等領(lǐng)域，高溫合金材料也扮演著重要的角色。例如，在石油和化工生產(chǎn)領(lǐng)域，高溫合金材料常被用于加熱爐、反應(yīng)器等高溫設(shè)備中，同時還需要具有耐腐蝕性能和良好的機(jī)械性能。因此，未來的研究還需要注重高溫合金材料在不同應(yīng)用領(lǐng)域的適應(yīng)性和可持續(xù)性。

總的來說，高溫合金材料的研究和應(yīng)用具有重要的意義和廣闊的前景。未來的研究應(yīng)該注重多領(lǐng)域、多層次的合作，綜合考慮高溫合金材料的性能、應(yīng)用、成本和環(huán)保等方面的問題，推動高溫合金材料的創(chuàng)新和應(yīng)用，為人類社會的發(fā)展和可持續(xù)性發(fā)展做出貢獻(xiàn)。本文主要介紹了高溫合金材料的研究和應(yīng)用現(xiàn)狀，并著重討論了通過壓力加工硬化的方法對Ir-W-Th合金進(jìn)行研究的可行性及重要性。研究結(jié)果表明，該方法能夠有效提高Ir-W-Th合金的硬度，并為其進(jìn)一步提高性能和應(yīng)用提供了有益思路和方法。盡管現(xiàn)有的高溫合金材料已經(jīng)具有一定的