论文部分内容阅读
制备具有高性能的韧性金属基带成为进一步提高YBCO涂层超导性能和拓展其应用领域的关键。目前,传统的Ni-5at.％W(Ni5W)基带已经可以工业化大规模生产,但是,Ni5W基带的力学性能和磁性能仍然不能满足YBCO涂层导体进一步广泛应用的要求。获得具有高织构度的高钨含量(≥7at.％)NiW合金基带以及制备一定长度的复合基带是目前韧性镍钨合金基带研究的重要研究方向。
本论文采用压延辅助双轴织构基板技术(RABiTS)制备涂层导体用高性能高W含量NiW合金基带和Ni基合金复合长带。分别采用熔炼坯锭制备技术和粉末冶金坯锭制备技术获得了Ni-7at.％W(Ni7W)、Ni-9at.％W(Ni9W)和NiW合金复合坯锭(Ni5W/Ni12W/Ni5W、Ni7W/Ni12W/Ni7W),经过优化的均匀化退火、温轧、冷轧以及优化的再结晶热处理等工艺,获得了具有锐利立方织构的高性能合金基带,并采用EBSD和XRD技术对基带的形变织构和再结晶织构进行了分析。
实验表明,通过熔炼技术制备的Ni7W坯锭,经冷轧和冷轧间热处理后获得了具有良好形变织构的冷轧基带,再经优化的再结晶退火工艺获得了立方织构含量为98％(≤10°)的Ni7W基带。研究发现,采用优化的中间热处理工艺能够明显提高熔炼方法制备的Ni7W基带的立方织构含量,为大规模的生产具有高织构含量、低磁性和高力学性能的Ni7W金属基带提供了实验基础。
通过熔炼技术获得了Ni9W合金坯锭,研究了轧制温度对Ni9W基带显微组织和形变织构的影响,再结晶退火后获得了立方织构含量为58.5％(≤10°)的Ni9W基带。随后通过优化Ni9W基带的冷轧工艺,采用多次轧制间热处理以及优化的再结晶退火工艺,最终获得了立方织构含量为76.5％的Ni9W基带。研究了轧制间热处理和轧制温度对Ni9W合金基带的形变组织以及形变织构的影响,并对其演变规律进行了总结。结果表明,本研究采用的温轧方法和轧制间热处理工艺可以明显提高具有低层错能的Ni9W合金基带的立方织构含量。
通过放电等离子烧结(SPS)技术分别制备了Ni5W/Ni12W/Ni5W和Ni7W/Ni12W/Ni7W复合坯锭,经过热轧和冷轧获得了10米长复合基带,该复合基带长带在全长范围内基带的厚度为75±3μm,外层立方织构均匀性较好,其立方织构含量均在96％(≤10°)以上,屈服强度为240MPa。此结果表明复合坯锭法的基带制各路线具有大规模工业化生产的可行性。
综上所述,本论文提出的温轧方法和轧制中间热处理方法均能够有效的改善中低层错能的高钨含量NiW合金基带的形变织构,并大幅提高其再结晶后的立方织构含量。其次本文成功制备了综合性能优于单层Ni5W合金基带的Ni5W/Ni12W/Ni5W复合长带,表明了“复合坯锭法”技术路线可以工业化生产高性能复合基带。