论文部分内容阅读
涂层超导材料是一种具有卓越性能的功能材料，自发现以来得到了世界各研究机构的青睐。由于涂层结构的特点，获得高性能的韧性金属基带是制备高载流能力涂层导体带材的前提，而在磁性能和力学性能方面，研究最广泛的织构Ni-5at.％W(Ni5W)金属基带仍不能充分满足涂层导体应用的广泛要求。因此，如何获得无磁性、高强度且具有强立方织构的合金基带成为研究中的重点和难点。本论文采用真空感应熔炼路线和放电等离子烧结方法分别制备了Ni基合金单层基带和复合基带，开展了对无磁性织构Ni基合金基带的研究。论文获得了以下研究成果。 对于无磁性织构Ni－12at.％V(Ni12V)合金基带，本文通过熔炼路线获得了元素分布均匀，无成分偏析的铸锭。通过大形变量冷轧前的热轧处理，在初始坯锭中增加了有利于基带退火后形成立方织构的<001>织构含量，使最终Ni12V合金基带的冷轧织构为铜型形变织构。通过优化再结晶热处理工艺，获得的Ni12V合金基带的再结晶立方织构含量(<10°)达到了97.2％，小于10°的小角度晶界占总晶界长度的80.8％，成功制备出具有强立方织构的无磁性Ni12V合金基带。 在无磁性织构Ni-9.3at.％W(Ni9.3W)合金基带的研究方面，应用大变形量冷轧前热轧和轧制间热处理工艺，一方面使获得的Ni9.3W合金初始坯锭的织构更加集中，<001>织构的强度整体得到提升。另一方面研究发现随轧制间热处理退火温度的升高，Ni9.3W基带的形变织构中C取向和S取向含量逐渐增加，而黄铜型织构含量相对减弱，按照易于在再结晶退火后获得强立方织构的传统理论分析，轧制间热处理温度为675℃时形变织构为最佳。然而在相同再结晶热处理工艺下，经550℃轧制间热处理的基带其立方织构含量优于其它轧制间热处理温度的基带，这表明获得最优的形变织构不是提高Ni9.3W基带中立方织构含量的唯一因素，这为如何进一步改善高钨含量NiW合金基带立方织构含量提供了实验依据。 采用放电等离子烧结方法，在国际上首次尝试制备了无磁性织构的Ni12V/Ni12W/Ni12V合金复合基带，同时为进一步提高复合基带的机械强度，制备了Ni9.3W/Ni12W/Ni9.3W合金复合基带。首先经优化的烧结工艺和热轧工艺，获得了良好界面结合的Ni12V/Ni12W/Ni12V初始合金坯锭，坯锭内外层界面处三种元素在400μm左右范围内发生互扩散。而制备的Ni9.3W/Ni12W/Ni9.3W合金复合基带的内外层厚度均等，层间元素成分梯度明显，通过再结晶热处理后复合基带成份梯度减缓。此外，无磁性的Ni9.3W/Ni12W/Ni9.3W合金复合基带的屈服强度提高到了343MPa，是商业Ni5W合金基带的2倍以上。可见，Ni9.3W/Ni12W/Ni9.3W复合基带实现了涂层导体用合金基带磁性能及机械强度整体性能的改善。 综上所述，通过对无磁性织构Ni基合金基带的研究，为制备高性能涂层导体用金属合金韧性基带提供了依据。无磁性织构基带的制备是提高基带整体性能的选择之一，有望在未来的大规模实际应用中得到广泛推广。