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本文采用粉末冶金-热压烧结技术制备了纯钼及硅含量分别为0.1%,0.3%,0.6%,1.0%(质量百分数)的钼合金,并对所制备材料在1600℃进行了不同时间(5h,10h,15h,20h,25h)的退火处理。对所制备的合金在室温及高温(300℃、800℃、1200℃)下进行了压缩试验。分别研究了硅含量和退火时间对钼合金相组成、显微组织以及显微硬度和屈服强度的影响。最后,结合钼合金微观组织和力学性能的研究,综合分析并探讨了合金的室温和高温下的主要强化机制。
研究表明,Mo中添加少量Si不但能细化钼晶粒,而且能有效阻止钼晶粒的长大,延迟Mo晶粒的再结晶时间。Si还能够显著提高Mo的显微硬度,尽管在添加微量(0.1wt%)Si的合金发生了固溶软化效应。物相分析显示,随着Si含量的增加,合金的相组成的演变方式为α-Mo--α-Mo+Mo3Si--α-Mo+Mo3Si+Mo5Si3。压缩试验表明,合金的室温及高温屈服强度均随Si含量的增加而增加;同一成分下,合金的屈服强度随测试温度的升高而下降。
压缩后裂纹的形貌观察发现,室温下纯钼裂纹在沿主裂纹扩展的同时发生偏转和增殖,其断裂方式主要为沿晶断裂并伴随少量的穿晶断裂;Mo-Si合金的断裂扩展路径更为平直,其断裂方式均为沿晶脆性断裂。高温下纯钼及合金在断裂前,晶粒都有所较大的变形,且随变形温度的升高晶粒的变形程度减弱,其裂纹均以沿晶的方式扩展。
Mo-Si合金的强化机制探讨表明室温下Mo-Si合金的强化主要由细晶强化、固溶强化、弥散强化这三种强化方式组成;而高温下由于合金中动态回复与动态再结晶的进行,使得细晶强化和固溶强化减弱,因此弥散析出强化作为高温下的主要强度贡献者。