高溫鉬/鉬鑭合金MoLa合金加工與訂制

什么是鉬鑭合金？

鉬鑭合金由基體金屬鉬與在基體中以彌散質(zhì)點存在的三氧化二鑭組成的合金。合金中La2O3含量一般為0.5%~5.0%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))。

鉬鑭合金歷史

鉬具有高熔點，優(yōu)異的高溫性能，良好的導(dǎo)電、導(dǎo)熱等特點，是重要的高溫結(jié)構(gòu)材料。但是，由于鉬的塑脆轉(zhuǎn)變溫度比較高，所以在高溫條件(高于再結(jié)晶溫度)下使用的鉬回到室溫附近時卻出現(xiàn)嚴(yán)重的脆性。為此，國內(nèi)外研究者對鉬中添加稀土進(jìn)行了大量的研究，得出在鉬中添加稀土，可以細(xì)化晶粒，降低鉬的塑脆轉(zhuǎn)變溫度，提高鉬的再結(jié)晶溫度、高溫強(qiáng)度、改善韌塑性和高溫蠕變性能。

經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)微量的氧化鑭的加入極大地改善了鉬的力學(xué)性能，經(jīng)高溫?zé)崽幚砗蟮蔫|鉬材在室溫即液氮溫區(qū)都具有優(yōu)良的強(qiáng)韌性。但是在塑性變形和熱處理中氧化鑭的行為研究尚不充分。近年來，西部材料難熔廠對鉬鑭合金進(jìn)行了大量的試驗，對粉末、壓制、燒結(jié)、薄板材的軋制及板材的性能等進(jìn)行了系統(tǒng)研究。

鉬鑭合金棒

鉬鑭合金坯料制備

鉬鑭合金采用液-固混合法，將氧化鑭以La(NO3)3酒精溶液形式摻雜在鉬粉中，其加入量在1%左右，將鉬粉在氫氣氣氛下700~900℃預(yù)處理2 h，等靜壓制后，經(jīng)高溫?zé)Y(jié)成相對理論密度為92%~96%的鉬鑭合金坯料。

鉬鑭合金板材的軋制及熱處理

鉬鑭合金坯料在1500℃開坯后，經(jīng)溫軋、冷軋到2.4 mm厚的板材。道次加工率為25%~35%，總加工率為80%。將所軋制的鉬鑭板分別在1100、1250、1400、1550和1950℃的氫氣爐中進(jìn)行退火處理。

鉬鑭合金板研究結(jié)論

稀土元素鑭與鉬不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，以鑭La2O3的形式存在于鉬基體中。在合金粉中，稀土鑭以La2O3的形式鑲嵌在鉬粉顆粒表面。燒結(jié)坯料中，La2O3顆粒分布均勻，不僅存在于鉬晶界上，也分布在鉬晶粒內(nèi)，晶界上的稀土顆粒粒徑一般比晶內(nèi)大。稀土氧化物顆粒主要以球形，等軸狀形式存在；

鉬鑭合金板在1400℃以下熱處理， La2O3顆粒極小，難以辨認(rèn)。1400℃以上熱處理， La2O3小顆粒聚集成較大的球狀或短棒狀的小顆粒串，且在1550℃以后，隨熱處理溫度的升高， La2O3顆粒的大小、形狀變化不大。鉬鑭合金

鉬鑭合金料舟

鉬元素在元素周期表中位于第 VIB 族，為高熔點高強(qiáng)度金屬，彈性模量高，膨脹系數(shù)小導(dǎo)電導(dǎo)熱性能優(yōu)良，是高溫合金理想的基體材料。在鉬粉中添加適量的稀土元素，經(jīng)過粉末冶金、壓力加工方法制取的稀土鉬板具有良好的高溫力學(xué)性能和工藝性能，作為舟皿、隔熱屏、高溫結(jié)構(gòu)件等，廣泛應(yīng)用于高溫爐、電子元器件、發(fā)熱體及鋼鐵冶煉等行業(yè)。

制備鉬粉需要選用高溫合金的料舟作為載體，并能在高溫、變載荷的苛刻環(huán)境中長期工作。國內(nèi)生產(chǎn)的鉬粉載體大多采用鎳基高溫合金料舟，由于其中的低熔點金屬會在高溫環(huán)境下逐漸析出滲入鉬粉，致使高純鉬粉的雜質(zhì)元素含量難以控制。此外，鎳基高溫合金料舟強(qiáng)度低、易變形，導(dǎo)致鉬粉生產(chǎn)的設(shè)備故障率較高。針對這一難題，難熔金屬企 PLANSEE、HC.STARK 使用 18 管爐生產(chǎn)高純鉬粉，選用鉬舟作為載體。鉬舟 (深 65 mm，寬 88 mm) 頭尾相頂依次穿過爐管，鉬舟內(nèi)的 MoO2粉在 1000 ℃左右的高溫環(huán)境中與氫氣發(fā)生還原反應(yīng)生成雜質(zhì)元素含量極低的高純鉬粉。由于上述鉬舟制備技術(shù)在國內(nèi)尚屬空白，借助當(dāng)前已有添加稀土元素制備鉬合金的理論基礎(chǔ)和加工技術(shù)，采用在鉬粉中摻雜稀土元素鑭的方法制備出鉬鑭合金板，并完成了鉬鑭料舟的成功制備。

鉬鑭合金鉬鑭合金

在其制備過程中發(fā)現(xiàn)彌散分布于鉬燒結(jié)坯中的 La2O3經(jīng)交叉軋制后，一方面形成了沿縱向及橫向分布的處于分段狀態(tài)的{001}<110>、{110}<100>、{111}<110>3 種板織構(gòu)，阻礙了晶粒長大，從而提高了再結(jié)晶溫度；形成了沿板材定向二維分布的彌散質(zhì)點，阻礙了高溫下晶界沿縱向及橫向的移動，從而減少了縱、橫向力學(xué)性能的差異，利于鉬鑭合金板的沖壓成型；

沖壓鉬舟前對 2.8 mm 厚 Mo-1.0%La2O3合金板及沖壓模具進(jìn)行加熱至關(guān)重要，550 ℃是此規(guī)格鉬鑭合金板產(chǎn)生沖壓大變形率的佳加熱溫度。

鉬鑭合金料舟承受長期變溫變載荷后的斷裂是由于空位遷移與滑移面上的位錯滑移所導(dǎo)致韌窩撕裂，提高了材料的服役壽命，其機(jī)制為變形不均勻的蠕變斷裂，具有典型的塑性變形特征。

鑭鉬合金絲的制備

以二氧化鉬粉為原料，摻入一定量的硝酸鑭水溶液(氧化鑭重量比含量在0.2%~0.8%)，進(jìn)行混粉、干燥。將摻雜后的氧化鉬粉進(jìn)行還原、壓型、燒結(jié)，再經(jīng)旋鍛、拉絲制成Φ0.18 mm的鉬絲。

高溫鉬板也被稱為鉬銅合金板或MO-LA板和ML板，通過在純鉬中摻雜入適量氧化锏,使材料的再結(jié)晶溫度得到顯著提高,抗蠕變性能大幅加強(qiáng)，從而延長了產(chǎn)品的適用范圍和使用壽命。我公司制作高溫鉬板的鉬粉原料純度大于99.95%，可以根據(jù)客戶要求提供各種尺寸各種形狀的高溫鉬產(chǎn)品。高溫鉬板在生產(chǎn)中經(jīng)過真空退火去除應(yīng)力,具有優(yōu)良的加工性能，產(chǎn)品被廣泛運用在真空爐鉬隔熱屏、鉬發(fā)熱體、爐內(nèi)支撐架、鉬容器，鍍膜行業(yè)制作鉬舟、鉬盒、陰極，以及電子行業(yè)制作高溫鉬靶材和各種高溫鉬深加工制品。我公司生產(chǎn)的高溫鉬板質(zhì)量符合美標(biāo)ASTM-B386。與純鉬板相比，高溫鉬板/鉬锏合金板具有更高的再結(jié)晶溫度，更強(qiáng)的抗蠕變能力,更好的焊接性能，更好的高溫強(qiáng)度以及更高的抗拉強(qiáng)度。