改性鎢材料的夏比沖擊性能

改性鎢材料的延脆轉(zhuǎn)移溫度(DBTT)可以通過幾種測(cè)試方法進(jìn)行評(píng)估，例如，拉伸試驗(yàn)、彎曲試驗(yàn)、夏比沖擊試驗(yàn)和斷裂韌性試驗(yàn)。DBTT在很大程度上取決于測(cè)試方法、應(yīng)變率和試樣形狀。其中，有研究人員使用夏比沖擊和拉伸試驗(yàn)來評(píng)估DBTT。

夏比沖擊試驗(yàn)是根據(jù)歐盟標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行的，使用KLST夏比V型缺口試樣，沿L-S(板材)和L-R(棒材)方向，在真空中的溫度范圍為200至1000℃(第一個(gè)字母(L)：垂直于預(yù)期裂紋平面的方向，第二個(gè)字母(S和R)：預(yù)期裂紋生長(zhǎng)的方向)。

 

純鎢和改性鎢材料沿S方向的晶粒尺寸的退火溫度依賴性圖片

即使改性鎢材料的主要化學(xué)成分相同，但DBTT和上架能量(USE)隨材料的變化而變化，這些材料經(jīng)歷了不同的制造方法和歷史(如，變形率)。

大多數(shù)材料顯示了脆性斷裂和低于DBTT的脆性和分層斷裂的混合，以及高于DBTT的分層斷裂。相比之下，摻有K的W棒顯示出韌性變形，在800℃以上有小的或沒有裂縫。DBTT與晶粒尺寸(dS)和USE與晶粒尺寸(dS)的關(guān)系為Hall-Petch型。因此，那些不同的DBTT和USE，不能只由主要的化學(xué)成分決定，可能是由于個(gè)別特殊的晶粒結(jié)構(gòu)取決于制造方法和歷史。

純W(H)板的DBTT為550℃;K摻雜的W(H)板為350℃;W-3%Re(H)板為450℃;W-3%Re(L)板為550℃;K摻雜的W-3%Re(H)板為250℃;以及W-3%Re-1%La2O3(L)板為550℃。對(duì)于高變形材料(“H”)，K摻雜和Re-addition分別導(dǎo)致DBTT減少約200和100℃，USE增加約40和30%。

相反，與高變形材料相比，W-3%Re(L)和W-3%Re-1%La2O3(L)板顯示出非常低的吸收能量。在低變形材料中沒有觀察到La2O3顆粒分散的明顯積極效果。測(cè)試試樣的外觀表明，低變形材料的分層迅速擴(kuò)展，同時(shí)幾乎沒有基體金屬的塑性變形，而高變形材料顯示分層伴隨著足夠的彎曲(塑性變形)。這些結(jié)果表明，當(dāng)在軋制和鍛壓過程中施加足夠的變形時(shí)，夏比沖擊性能可以通過K-摻雜和Re摻雜得到改善。

 

KLST試樣的夏比沖擊試驗(yàn)的吸收能量的試驗(yàn)溫度依賴性圖片

此外，明顯觀察到K摻雜和Re摻雜的協(xié)同效應(yīng)。相比之下，La2O3顆粒的分散效果還需要在未來的工作中通過應(yīng)用于高變形材料來加以澄清。

參考來源：中鎢在線