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第一部分 工程合金 第一节 黑色金属 第二节 有色合金 钼合金 钼、钨的重要物理性能及室温力学性能列 于表1 。对于高温应用来说,高熔点、低蒸 气压、低热膨胀系数及良好的导热和导电 性能等都是重要的性能。 固溶合金 钼- 铼及钨- 铼合金因其高温强度、低温延性 以及优良的焊接性及耐蚀性行为而著称。添加也 提高再结晶温度。添加少量铼或多或少地改善性 能,但是必须避免铼含量太高,否则出现σ相—引 起脆化。 为了强化纯金属,只有应变硬化及晶粒细化可 以利用。加工时,加热温度应当低至不足以诱发再 结晶,但实际上,对始于1 400 ℃的加工温度及中间 退火时,钼常常发生再结晶。因此,对高达90 %塑 性变形,强度的增加是缓慢的。塑性变形 高于50 %时,一种正效应是高的断裂伸长率。低于 50 %时,由烧结坯带入的细孔仍然存在,它恶化延 展性。 金属的合金化可能有不同的目的:改善物理和 化学性能或力学性能,尤其在高温下长期使用的力 学性能。可工业化的钼、钨合金列于表2 。但对 难熔金属来说,用于实现这些目的的技巧也许比其 他金属材料有更多变化。难熔金属合金尚无规范, 因此,存在“合金范围”而不存在精确确定的合金成 分。 掺杂钨钼 一种典型的掺杂是所谓的“AKS”掺杂剂,它是铝钾 和硅合物的混合物,还原以后,这些元素都混入钨 粉颗粒中。铝和硅在随后酸洗时被排除及烧结时 被挥发,在烧结棒中仅仅残留最大量为50～ 100μg/ g 的元素钾。由于钾在钨中是不溶的,所 以它最终被封入气泡中(直径 0. 1μm ,并且只有 通过高于1 900 ℃退火粗化后才看得见) ,这是导致 特别拉长和搭接的再结晶晶粒的主要原因。 弥散强化合金 弥散的作用除了直接强化以外,另一个作用是延迟再结晶。因此,弥散间接地改善高温强度。最重要的难熔金属弥散强化合金是钼合金。其中一种强化剂是钛、锆及铪的碳化物,通常用(不统一) TZM ,ZHM 及MHC 缩写(“M”表示钼基体) 。TZM 是应用最广泛的合金。碳化物弥散强化的钼合金常常在中等温度下使用,优先在800～1 000 ℃之间使用。当其被剧烈地冷加工及在低温再结晶时,蠕变强度最好。TZM 对时效处理的反应太小,以致于没有工业价值。新近开发的诸如MHC 及ZHM 合金可通过时效达到最大的强度及伸长率。为得到一种可展的MHC 的薄板,在1 500 ℃下,1 h 最终热处理是标准的工艺规程。 钼为难熔高强度金属,晶界强度弱,具有体立 方晶格常有的塑性- 脆性转变行为,加工困 难。开坯常用锻造手段 具 体 工　艺　 加热温度 钼的旋锻开坯加工的加热温度在1 450 ±50 ℃,属 热加工。这是因为钼方坯条在横断面上,四条棱角 的变形量较大,而边部的变形量较小,这种不均匀变 形导致旋锻棒晶粒中心带与4 个棱角部位的破碎后 粒度悬殊较大。而通常旋锻开坯后的钼棒没有再结 晶退火的工序,需要加热温度高于其再结晶温度一 定程度,来保证开坯后旋锻棒的晶粒大小趋于均匀。 后序的旋锻加热温度在1 050～1 250 ℃之间。 　道次变形程度(压缩比) 旋锻开坯规圆前的道次变形程度在12 %～ 15 %(按对角线的断面积计算) ,规圆后一般在13 % ～20 %之间,多数在15 %～18 %之间。 轧制加工除每次连轧机组的首尾两机架因整形 需要,道次压缩比选取15 %以下外,正常轧制的道 次压缩比可达20 %～25 % ,且中间机架各道次缩 比基本一样,前后张力均匀。 　加工速度 旋锻加工的加工速度较低, 一般在2. 5 ～ 6 m/ min。 轧制加工的加工速度由于受力和加工方式的不 同,多机架连轧的速度平均可达20 m/ min 以上,最 后机架的加工速度甚至高达80 m/ min 以上,可见 多机架连轧生产效率是比较高的。 贮氢合金 一、概念 贮氢合金是一种具有贮存和释放氢气功能特性的新型合金材料。其工作原理是，氢在金属中有很高的扩散速率，在一定的温度和压力条件下，氢很容易向金属中扩散，并于金属元素生成金属氢化物，但这种化合物很不稳定，处在另一温度和压力时，氢化物很易离解，又可将氢释放出来，因此，当温度和压力变化时，贮氢合金即可完成一个氢气贮存和释放的循环，显示出作为氢载体的吸氢和放氢的特种功能。同时，贮氢合金中金属氢化物的生成和离解过程还伴随有电荷热的效应。 贮氢合金能吸收相当于自身体积1000 倍左右的氢气,在室温附近能反复进行吸放氢,这较之液态氢能将体积相当于它800 倍左右的氢气液化有利得多。贮氢合金几乎都是吸氢的金属(碱土类金属,第3 族～第5族金属及Pd) 与不吸氢的金属(除Pd 以外的第6 族～第12 族金属) 组合而成的合金。大多根据吸氢金属来对贮氢合金加以