本技术涉及一种微纳多尺度构型的钼合金复合粉体及钼合金的制备方法,将MoO<subgt;2</subgt;粉、Ti<subgt;3</subgt;Al、TiC进行混合研磨、喷雾干燥,得到前驱复合粉体,将该前驱复合粉体进行高温还原,得到微纳多尺度构型的钼合金复合粉体,随后进行冷等静压压坯,然后在高温下进行真空热压烧结,得到微纳多尺度构型的钼合金烧结坯料。本发明引入层状二次相,二次相在粉体还原过程中为钼颗粒提供了限域生长空间,有效降低了粉体粒径,获得微纳多尺度构型的钼合金复合粉体,纳米钼颗粒在高温烧结过程中优先熔化,促进烧结致密化,提升了二次相与基体的界面结合关系,得到的钼合金烧结坯料结构组织更均匀,提高了钼合金的再结晶温度,显著提升了钼合金在超高温度下的强度。
背景技术
钼合金是核聚变反应堆和航空航天工程中的高温结构部件的关键材料,随着高端装备服役工况条件的日趋苛刻化,对钼合金再结晶温度、高温稳定性和高温力学性能等提出了更高要求,亟待开发可用于超高温(1500 ℃以上)极端环境的高性能钼合金。第二相强化是提高钼合金高温性能的重要途径,第二相的结构、形态和数量是影响钼合金高温性能的关键因素。目前钼合金再结晶温度难以突破1400 ℃,再结晶后强度大幅下降,难以满足高温装备的需求。采用何种第二相,如何进行强化,从而进一步大幅提升钼合金的高温性能是该领域的关键问题。
层状Ti3
Al相具有良好的自润滑性、介于陶瓷和金属之间的热膨胀系数、与钼合金之间适配度高等特性,是新一代钼合金增强相的理想选择之一。因此,添加层状Ti3
Al相来弥散增强钼合金有望在提高钼合金强度的同时改善其塑性,从而制备具有超高再结晶温度及室/高温强韧性的钼合金,用于极端苛刻环境。
包括晶界(GBs)和相界(PBs)在内的界面在多晶材料的综合性能中起着至关重要的作用,但是,一些间隙性杂质如氧(O)和氮(N)在晶界处的偏析被认为是造成Mo合金晶界脆性和低塑性的主要原因。因此,降低晶界处杂质(如氧、氮等)能有效提高钼及其合金的强度和塑性。大量学者研究发现,加入碳化物可有效抑制GBs处的O偏析,晶界处的间隙氧降低了晶界的内聚力,而C和TiC由于具有强烈的Mo-C键增加了晶界的断裂强度,使钼及其合金具有优良的力学性能和热稳定性能。
实现思路